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Item Développement de sondes dosimétriques à fibres scintillantes pour la dosimétrie en oncologie(2025-09-21) Boughaba; Nor El HoudaLa dosimétrie de scintillation pour la curiethérapie à haut débit de dose nécessite la mise en oeuvre d’une dosimétrie in-vivo, afn d’assurer une sécurité et une effcacité optimales dans l’administration de la dose prescrite aux patients. La dosimétrie par scintillation présente pour cela de nombreux avantages, tels que l’équivalence à l’eau des scintillateurs plastiques, et leur absence de dépendance à l’énergie et au débit de dose. Le principal inconvénient de ce type de dosimètre est la présence de photons Cerenkov, générés par des électrons dont la vitesse dépasse celle de la lumière dans le milieu plastique de la fibre. L’objectif de cette thèse est de développer un prototype de dosimétrie par scintillation sans bruit Cerenkov, répondant aux exigences de la curiethérapie prostatique à haut débit de dose. Le concept repose sur l’utilisation d’un capillaire en polytétrafluoroéthylène (PTFE) de qualité médicale, recouvert d’argent, servant de guide de lumière pour le dosimètre à la place du guide de lumière en plastique exposé au champ de rayonnement.Ce prototype est conçu pour contrôler, in vivo, la dose délivrée et la position des sources radioactives pendant les traitements. Pour la recherche et le développement du dosimètre, nous avons commencé par l’étude expérimentale des caractéristiques clés des composants du prototype, notamment la collecte de lumière dans di?érents types de fibres scintillantes et le gain en fonction de la tension de polarisation et de la température d’un photomultiplicateur au silicium (SiPM). De plus, nous avons réalisé une analyse expérimentale approfondie du bruit de rayonnement Cerenkov généré par des rayons gamma et bêta d’énergie < 2 MeV dans des faisceaux de fibres scintillantes et de fibres claires. Nous avons ainsi déterminé le taux de bruit Cerenkov dans le signal que nous avons comparé à nos simulations Monte Carlo. Enfn, nous avons réalisé des simulations pour évaluer les performances du dosimètre à cœur d’air en PTFE argenté dans un contexte clinique de curiethérapie prostatique, en le comparant à un dosimètre conventionnel doté d’un guide de lumière en plastique solide, afn d’évaluer son efficacité en termes de mesure de dose et de réduction du bruit Cerenkov.Item Contribution à l’étude de la radiothérapie adaptative(2024-04-17) Slimani; SouleymanLe cancer constitue la maladie la plus redoutée et il est assimilé à un véritable fléau moderne. La radiothérapie (RT) est un traitement locorégional des cancers. Elle consiste à délivrer une certaine dose de rayonnements ionisants (des rayons X de haute énergie par exemple) aux tumeurs cancéreuses pour un meilleur contrôle locorégional tout en préservant les tissus sains. De nombreux patients recevant une radiothérapie fractionnée pour le traitement d’un cancer, subissent des changements anatomiques marqués au cours de leur traitement (rétrécissement de la tumeur primaire ou des masses nodales, changements d’œdèmes post-opératoires et perte/gain de poids). Nous avons effectué une étude pour déterminer les effets de ces changements anatomiques sur les patients en utilisant l’imagerie CBCT (Cone Beam Computed Tomography). La modification de l'anatomie lors d'un traitement de radiothérapie peut avoir des conséquences dosimétriques importantes sur les organes à risque (OAR) et les volumes cibles (PTV). La radiothérapie adaptative consiste à ré-optimiser le plan de traitement afin de compenser ces effets indésirables. Les images CBCT du patient ont été utilisées pour l’élaboration du nouveau plan de traitement. Dans une première étape, nous avons élaboré un programme de contrôle de qualité pour l’imageur embarqué sur l’accélérateur linéaire. Nous avons ensuite effectué une étude de l’influence des paramètres d’acquisition des images CBCT sur la précision du calcul de dose, afin de déterminer les protocoles adéquats pour chaque localisation (ORL, thorax et pelvis) permettant un calcul de dose précis. Nous avons également étudié l’impact de la radiothérapie adaptative sur 20 patients atteints d’un cancer ORL et 13 patients atteints d’un cancer de la prostate. Les résultats obtenus montrent clairement l’avantage de l’application de la radiothérapie adaptative dans ces cas. Par ailleurs, les impacts dosimétriques des changements morphologiques dépendent essentiellement de la géométrie de la distribution de dose prévue sur l'imagerie tomodensitométrique (pCT) initiale de planification ainsi que du cas clinique. Une étude au cas par cas est donc essentielle afin de prendre la décision de faire bénéficier ou non un patient d'une adaptation du plan de traitement. Nous avons ainsi mis au point un outil pour aider le radiothérapeute à prendre une décision sur l'adaptation du traitement dans le temps en fonction du changement de volume du patient.Item Réalisation et caractérisation d’un supercondensateur à base de nanofils de silicium modifiés par un matériau pseudo-capacitif(2025-07-03) Achour; WafaUn composé NiCo2O4 en forme d'oursin a été synthétisé sur un substrat de feutre de carbone flexible par le biais d'un procédé hydrothermal simple, servant d'électrode performante pour les supercondensateurs. On a fait varier la température hydrothermale de 140 à 200 °C pour examiner son influence sur les propriétés morphologiques, structurales et électrochimiques du NiCo2O4@CF synthétisé. De plus, l'analyse par diffraction des rayons X a mis en évidence la création d'un composite NiCo2O4 de nature polycristalline. Les images SEM illustrent l'évolution de la structure du NiCo2O4, passant de nanofils à une combinaison de nanofils et de structures en forme d'oursin, au fur et à mesure que la température hydrothermale augmente. Cette combinaison est très bénéfique pour atteindre une capacité électrochimique exceptionnelle grâce à la grande surface d'interaction avec l'électrolyte et à la réduction du trajet de transport des ions., une performance notable de 243,1 mAh.g-1 (0,278 mAh.cm-2) à un courant de 2 mA dans un électrolyte aqueux de KOH à 6M a été réalisée. En outre, grâce à une capacité de rétention d'environ 91,3 % après 5000 cycles En conséquence, l'électrode flexible doublement nanostructurée NiCo2O4@CF est parfaitement adaptée pour une utilisation dans les dispositifs hybrides et les appareils électroniques flexibles. D’autre part, nous avons synthétisé des nanofils de silicium grâce à une méthode d'attaque chimique simple. Ensuite, une mince couche de carbone a été appliquée sur les nanofils pour améliorer leur conductivité. Finalement, ils ont été ornés de nanosheets de NiCo2O4 obtenus par un processus hydrothermal pour avoir un electrode SiNW/C/NCO. L'analyse morphologique a été effectuée par MEB, révélant une synthèse réussie de nanofils de silicium et validant la création d'une double nanostructure composée de nanosheets et de nanofleurs, toutes deux constituées de NiCo2O4. Le NiCo2O4 se dépose sous forme de nanofleur sur les sommets des nanofils. Finalement, L’électrode SiNWs/C/NiCo2O4 présente une capacité spécifique remarquable de 70.4mF/cm2 à 0,002V/s dans un électrolyte aqueux de 3M KOH.Item Contribution à l'étude des phénomènes de dissipation de l'énergie dans les plasmas à multi-espèces(2024-11-26) Fellah; SabrinaAu cours des dernières années, les plasmas poussiéreux ont suscité un intérêt croissant en raison de leur rôle souvent crucial dans diverses applications technologiques, spatiales et astrophysiques. En effet, la présence de grains de poussière peut modifier les propriétés intrinsèques des plasmas traditionnels à deux composantes, induisant ainsi de nouveaux phénomènes tels que la fluctuation de la charge électrique, l'appauvrissement en électrons et la dissipation anormale de l'énergie. Ces effets conduisent également à l'apparition de nouveaux modes, tels que le mode acoustique poussiéreux (DA) et le mode acoustique ionique poussiéreux (DIA). L'objectif principal de cette thèse est de réexaminer les structures localisées (cohérentes et dissipatives) dans les plasmas multi-espèces hors équilibre thermodynamique, en prenant en compte la fluctuation de la charge des grains de poussière. Plus précisément, nous analyserons l'effet des ions non thermiques piégés, décrits par une fonction de distribution tridimensionnelle dite de Cairns-Gurevich, sur les solitons acoustiques poussiéreux (structures cohérentes) et les ondes de choc poussiéreuses (structures dissipatives) de grande et faible amplitude dans un plasma complexe à charge variable. Ces structures, considérées comme les « modes normaux non linéaires » d'un plasma à charge variable, seront étudiées en utilisant la méthode du pseudo-potentiel (pour des amplitudes arbitraires) ainsi que la méthode des perturbations réductives (pour des amplitudes faibles mais finies).Item Contribution à l’étude des écoulements turbulents autour des pales(2025-05-25) Iddou; HemicheLe travail présenté dans cette thèse porte sur l’investigation numérique de l’interaction d’un écoulement turbulent avec l’éolienne Darrieus à pales droites (SD-VAWT). Cette technologie a suscité un regain d’intérêt ces dernières années auprès des chercheurs, en raison de ses avantages tels que sa simplicité d’installation, son caractère omnidirectionnel et sa parfaite adaptation aux environnements urbains et industriels. Ces turbines ont néanmoins des inconvénients dus à la variation cyclique de l’angle d’attaque et la vitesse d’incidence relatifs à la pale ce qui rendent cette dernière exposée au phénomène de décrochage dynamique qui conduit à la difficulté d’auto démarrage et la faible extraction d’énergie éolienne. L’objectif de ce travail est donc d’apporter une contribution au contrôle de l’écoulement autour des pales afin d e retarder et/ou d’éliminer les phénomènes de décrochage tout en minimisant l’interaction pales/vortex. Une étude numérique bidimensionnelle (2D) a d'abord été réalisée sur l'écoulement de l'air autour d'une turbine tripale deréférence, profilée NACA0015, avec une solidité de 0,48 et un rapport d'aspect de 1,2. La simulation numérique de l'écoulement d'air incompressible en interaction avec les pales de la turbine en rotation a été effectuée à l'aide du logiciel commercial ANSYS/FLUENT, en utilisant la technique du maillage glissant. Le modèle SST k-? a été choisi pour la fermeture du système d'équations régissant l'écoulement dans un régime de turbulence à un nombre de Reynolds basé sur la corde Rec = 3,68 × 105 et une intensité turbulente de 1 %. Trois modes de contrôles ont été ensuite appliqués afin d’optimiser le fonctionnement de la turbine à différents régimes de vitesse spécifique (Tip Speed Ratio, TSR) et d’améliorer son couple de démarrage. Pour le contrôle passif, un angle de calage fixe a été imposé aux pales par rapport à la tangente de la trajectoire de la turbine. L'analyse a montré que bien qu'un angle de calage de +3° améliore les performances de la turbine pour des TSRs élevées, il est défavorable aux faibles TSRs. L’angle 0° s’est avéré être le choix le plus optimal sur l’ensemble de la courbe des performances. Nous avons ensuite appliqué la modification du profil des pales selon la méthode de Kline-Fogleman (KFA), en tenant compte de l’effet de l’angle d’ouverture de la marche. La configuration KFA4 avec un angle d’ouverture obtus (OSA) a permis d’augmenter significativement le couple de démarrage et les performances de la turbine aux faibles TSRs. Pour le contrôle actif, un mouvement oscillatoire a été imposé aux pales de la turbine. L’effet de l’amplitude d’oscillation a été étudié, en maintenant sa fréquence fixe et équivalente à celle de la rotation de la turbine. Les faibles amplitudes ont un effet positif sur l’intégralité de la courbe de performance et le couple de démarrage. Par ailleurs les amplitudes élevées ont un effet négatif sur le coefficient de puissance aux TSRs élevés (TSR ?1). Enfin, l’amplitude d’oscillation de 10° est relativement la plus indiquée en termes d’amélioration de couple de démarrage, de la réduction de la zone morte et les effets de décrochage, ainsi que l’élimination des effets de la trainée. L’effet de la combinaison des paramètres optimaux des deux procédés de contrôle a été à la fin considéré. Nous avons ainsi examiné les performances d’une turbine SD-VAWT, dont les pales à profil OSA-KFA-4, sont oscillantes avec une amplitude de 10° autour de la tangente à sa trajectoire. Cela a permis notamment de réduire la zone morte du prototype de base et de minimiser l’effet du décrochage dynamique. Ce contrôle mixte a permis à la fois d’augmenter le couple de démarrage de la turbine de 52.35 % et d’améliorer la performance de la turbine de 73.41 % en moyenne, aux faibles TSRs, tout en la maintenant à un niveau correct de performance aux forts TSRs. Notons par ailleurs, que le mode de contrôle mixte a permis de réduire l’étendue du sillage de la turbine,Item Propagation d’ondes ultrasonores de surface dans le béton(2025-02-10) Aissani; RafikaLa caractérisation des matériaux par les méthodes ultrasonores est une technique très intéressante dans différents domaines. Parmi ces domaines, nous citons le domaine médical, l’industrie alimentaire et le domaine du contrôle non destructif (CND). La caractérisation des structures et des ouvrages en béton et leur contrôle en fait partie. Le contrôle non destructif du béton par les ondes ultrasonores est effectué par des méthodes d’investigation non invasives. Ces méthodes ont l’avantage de caractériser le matériau sans dégradation et sans prélèvement (carottage), quelque que soit l’âge de la structure à contrôler. Le processus corrosif du béton commence toujours de la surface qui est en contact direct avec le milieu extérieur et qui interagit avec les agents agressifs de l’environnement conduisant ainsi à la dégradation du matériau. Dans cette étude, nous nous intéressons à la caractérisation du béton d’enrobage qui couvre les armatures de la structure. Cette caractérisation est réalisée en utilisant des ondes ultrasonores de surface (onde de Rayleigh) qui se propagent près de la surface à quelques centimètres de profondeur. Le béton est un matériau poreux, fortement hétérogène. L’étude de ce matériau est conduite analytiquement, numériquement et expérimentalement. L’étude théorique est basée sur les propriétés des ondes de surface se propageant dans un matériau homogène, isotrope et élastique ou viscoélastique. L’étude est, par la suite, généralisée à la propagation des ondes de Rayleigh dans un milieu hétérogène comme le béton. La théorie du milieu effectif et les modèles d’homogénéisation, ISA et de Watermen et Truell, permettent de prédire la propagation de ce type d’ondes dans un milieu hétérogène qui se compose d’une matrice et des inclusions. La simulation numérique permet de prévoir les variations de vitesse de phase dans le matériau hétérogène qui est le béton et pour différentes concentrations d’hétérogénéités. L'étude expérimentale est appliquée à des spécimens de béton pour lesquels un paramètre de composition, à savoir le rapport eau/ciment (E/C), est varié. Ce dernier affecte la densité et la porosité du matériau et donc ses propriétés mécaniques. En outre, l'évolution des paramètres acoustiques et mécaniques du béton pendant sa période de durcissement est étudiée. Les paramètres acoustiques tels que les vitesses de phase et de groupe des ondes de Rayleigh ainsi que le coefficient d'atténuation sont déterminés, en exploitant le temps de vol et l'amplitude des signaux ultrasonores reçus. Cette étude montre que la variation du rapport eau/ciment affecte la vitesse de propagation des ondes de surface et entraîne également une variation de la résistance mécanique du béton. Elle conclut qu'il existe une forte corrélation entre la résistance du béton, la vitesse des ultrasons et le rapport eau/ciment. Les résultats obtenus par l'évaluation destructive, qui fournit une mesure de la résistance à la compression par un essai d'écrasement mécanique, confirment ceux obtenus par l'évaluation non destructive. L'étude montre que ce type de contrôle non destructif utilisant les ondes ultrasonores de surface est utile, notamment lorsque la structure du béton n'est accessible qu’à partir de la surface ou lorsque la propagation des ondes de volume est perturbée par la présence d'armatures.Item Contribution à l’étude de l’évolution, sous différentes contraintes, des propriétés physico-chimiques des polyesters(2024-02-12) Bedjaoui; SabrinaDans cette thèse, nous avons examiné le vieillissement radiochimique et photochimique du PBT, exposé respectivement aux rayons gamma et aux UV. De manière complémentaire, une attention particulière a été portée à l'étude du vieillissement photochimique et à ses conséquences post-irradiation sur le PLA. L'impact des rayonnements gamma sur le PBT s'est manifesté par une réduction de la cristallinité, la génération de micro-contraintes résultant de la scission de chaîne et de la réticulation, ainsi que la transition de la phase cristalline de a vers ß. Les mesures de photoluminescence ont révélé l'émergence d'une nouvelle bande attribuée aux défauts. En ce qui concerne les effets des UV, ils ont montré l'apparition simultanée de phénomènes de réticulation et de scission en fonction de la durée de l'exposition. Les mesures DSC ont mis en évidence une forte dépendance des phases amorphes vis-à-vis du rayonnement UV. En ce qui concerne les propriétés mécaniques à l'échelle nanométrique du PBT photo-irradié, une amélioration a été observée pour des temps d'exposition relativement courts. Enfin, le vieillissement photochimique et la post-irradiation du PLA ont induit des changements significatifs dans les caractéristiques de ce matériau.Item Contribution à étude hydrodynamique d’un écoulement de Taylor et le transfert de chaleur associé dans les microcanaux(2024-07-14) Said; MohammedLes dispositifs microfluidiques ont fait l'objet d'une attention particulière dans les domaines de la gestion thermique. Ces dispositifs garantissent un contrôle précis de l'écoulement des fluides et offrent de multiples avantages pour un transfert de chaleur et une gestion thermique efficaces. Parmi les applications des dispositifs microfluidiques figurent le refroidissement électronique, les échangeurs de chaleur à micro-échelle et les microréacteurs. Plusieurs études numériques et expérimentales ont été rapportées dans la littérature concernant l'écoulement monophasique dans les microcanaux et son impact sur le transfert de chaleur. Néanmoins, les études consacrées à l'application de l'écoulement diphasique, en particulier de l'écoulement de Taylor, au transfert de chaleur sont encore limitées. L'écoulement de Taylor est une dispersion périodique de gouttelettes ou de bouchons d'un liquide dans une phase porteuse (également appelée phase continue). Selon la littérature, ce type d'écoulement est plus efficace pour le transfert de chaleur qu'un écoulement monophasique. Il est donc impératif d'acquérir des connaissances sur ce type d'écoulement et de comprendre son comportement dans les microcanaux rectangulaires et carrés. Le travail présenté dans cette thèse se concentre sur la compréhension de l'écoulement des fluides et du comportement du transfert de chaleur de l'écoulement de gouttelettes de Taylor sans changement de phase dans des microcanaux rectangulaires en utilisant la modélisation de la dynamique des fluides numérique (CFD). Dans cette étude, nous avons effectué des simulations numériques pour étudier l'hydrodynamique et le transfert de chaleur de l'écoulement de Taylor dans des microcanaux. Des simulations tridimensionnelles ont été réalisées à l'aide du logiciel commercial ANSYS Fluent, avec l'interface entre les deux phases capturée à l'aide de la méthode du volume de fluide (VOF). L'effet de certains paramètres critiques, à savoir le rapport de débit, le rapport de viscosité et le nombre Ca, sur l'hydrodynamique de l'écoulement de Taylor a été examiné. Une attention particulière a été accordée à l'épaisseur du film liquide, à la fois aux coins et aux parois, ainsi qu'à la forme et à la vitesse des gouttelettes/bouchons. Il a été observé que l'épaisseur du film liquide dans les coins et près de la paroi augmente à mesure que le rapport de débit diminue. Une telle augmentation de l'épaisseur du film liquide affecterait de manière significative la vitesse des gouttelettes et des bouchons. Les résultats ont également montré que le nombre CaTP (basé sur la vitesse de l'écoulement diphasique) était le paramètre le plus influent sur la forme des gouttelettes/bouchons par rapport au rapport de viscosité et au rapport de débit. Dans la deuxième partie, nous examinons numériquement les performances de transfert de chaleur de l'écoulement liquide-liquide de Taylor dans un microcanal rectangulaire une fois que nous avons eu un aperçu sur l'hydrodynamique et le comportement de ce type d'écoulement. Une analyse de l'effet de la longueur du bouchon et de l'épaisseur du film liquide a été menée avec des propriétés thermophysiques initialement constantes. Cette hypothèse a été prise en compte pour analyser le processus de transfert de chaleur et déterminer le paramètre le plus critique affectant les performances de transfert de chaleur. Une fonction définie par l'utilisateur a ensuite été mise en œuvre dans ANSYS Fluent pour étudier l'effet du changement de viscosité du fluide de travail en fonction de la température sur les paramètres affectant le taux de transfert de chaleur. Le transfert de chaleur conjugué et la conduction axiale ont également été examinés, vu que ces deux facteurs peuvent affecter de manière significative le comportement thermique à l'intérieur du microcanal et permettent d'obtenir des résultats réalistes et précis. Les résultats révèlent que l'écoulement de Taylor liquide-liquide peut augmenter le taux deItem Etude de l’adsorption physique d’un gaz sur une surface solide par la théorie DLP(2025-02-17) Bouali; Idriss WafidLe phénomène d’adsorption physique, décrivant la fixation d’un atome ou d’une molécule gazeuse sur un solide, est caractérisé par la prépondérance des forces attractives de Van der Waals. Le potentiel d’interaction, qui s’exerce entre les atomes du gaz et le solide est une grandeur d’extrême importance dans la théorie des films adsorbés. Ce potentiel revêt la forme (-?)/d^3 où d est l’épaisseur du film et ? la constante caractéristique de cette interaction dite coefficient de Van der Waals. Dans la théorie de Dzyaloshinskii, Lifshitz et Pitaevskii (DLP), le coefficient ? n’est pas constant : Il est fonction décroissante de l’épaisseur d. Notre contribution consiste à tenir compte de cette modification, et à l’aide d’un modèle simple, caractériser le phénomène d’adsorption et décrire les échanges entre le gaz et la surface solide. Pour cela, nous avons considéré les molécules d’éthylène (C_2 H_4 ) et du tétrafluorométhane (CF_4 ) adsorbées sur du graphite. Le processus dans son ensemble, est décrit par le modèle gaz-sur-réseau corrélé à un calcul du type Monte Carlo. Dans notre étude, le but principal est d’évaluer le comportement du film adsorbé : En reproduisant d’abord les isothermes observées, ensuite, en évaluant les systèmes d’une manière quantitative. Les isothermes sont produites dans une gamme de température allant de 50K jusqu’à 170K. Elles reproduisent un certain nombre de caractéristiques intéressantes observées expérimentalement : 1) Dans une certaine plage de températures, les isothermes sont constituées d’une succession de marches, chaque marche correspond à la formation d’une monocouche distincte donnant lieu chacune à une transition de phase de premier ordre. 2) A partir d’une certaine température, appelée température critique de couche, ces couches distinctes tendent à disparaître signifiant que l’épaisseur du film augmente en continu. 3) Le film adsorbé montre la particularité d’être constitué d’un nombre fini de couches augmentant avec la température dans le domaine de sous saturation. Chaque couche se forme à partir d’une certaine température T_n et à une certaine pression P_n. 4) Nous remarquons avoir une transition film mince-film épais près de la température du point triple T_tr. En effet, immédiatement après T_tr, le nombre de couches augmente rapidement avec la température. On montre aussi qu’il est probable qu’une transition de mouillage puisse se produire à proximité du point triple. En plus de cette description qualitative, les isothermes obtenues permettent de déterminer des informations quantitatives comprenant les températures et les pressions relatives de la formation des couches, les températures de point critique et les diagrammes de phases.Item Contribution à l’analyse de la microstructure et texture d’alliages binaires Cu-Cr après hyperdéformation plastique(2024-03-20) Bibimoune, ImeneL’influence de la torsion à haute pression (HPT) et du recuit sur la microstructure, la texture et la stabilité thermique d’un alliage composite non miscible Cu-43Cr (wt%) a été étudiée à l’aide de la diffraction d’électrons rétrodiffusés, de la diffraction des rayons X et de la calorimétrie différentielle à balayage. Les échantillons d’alliage ont été soumis à une torsion sous haute pression, suivie d’un traitement de recuit dans la plage de 210 à 850 °C pendant 1 heure. L’évolution des défauts structuraux dans l’alliage Cu-43%Cr après traitement par torsion à haute pression (HPT) et recuit pendant 1 heure a été analysée à l’aide de deux spectroscopies. L’analyse DB-VEPAS des défauts de surface révèle l’existence d’une couche d’oxyde à l’échelle nanométrique, dont l’épaisseur augmente de 43 nm à 103 nm avec l’augmentation de la température de recuit dans la plage de 210 °C à 850 °C, tandis que la longueur de diffusion reste inchangée à environ 20 nm. Le type de défauts n’a pas changé. L’analyse cPALS a permis d’identifier deux composantes de la durée de vie des défauts volumiques, à savoir les défauts en volume et les composantes de dislocation, pour le matériau recuit.