Polymères à mémoire de forme (PMF)

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Contribution à l'utilisation des polymères à mémoire de forme pour les structures à amortissement contrôlé.

Contribution à l'utilisation des polymères à mémoire de forme pour les structures à amortissement contrôlé.

Ces travaux de thèse proposent dʹutiliser les polymères à mémoire de forme comme moyen de contrôle des vibrations des structures. Outre lʹhystérésis de mémoire qui est classiquement mis en avant, ces matériaux possèdent des propriétés amortissantes intrinsèques qui sont dʹautant plus intéressantes lorsque l’effet mémoire de forme est important. Dans un premier temps une caractérisation des propriétés mécaniques du tBA/PEGDMA, polymère à mémoire de forme de lʹétude, est effectuée par analyse dynamique mécanique. Un modèle rhéologique basé sur lʹéquivalence temps-température, le 2S2P1D, est utilisé pour rendre compte du comportement viscoélastique du polymère. Dans un deuxième temps, une campagne expérimentale est menée, sur une large bande de fréquences et de températures, grâce à divers moyens expérimentaux (statiques, modaux, nano-indentations, ultrasons, dynamiques hautes fréquences, microscopie acoustique) afin de définir le domaine de validité, fréquentiel et thermique, du modèle rhéologique. Dans un troisième temps, le polymère à mémoire de forme est intégré à une structure composite de type sandwich pour me�re en évidence le pouvoir amortissant impressionnant du matériau. Enfin, une méthodologie de contrôle de lʹamortissement par la température est proposée. En effet, la dissipation d’énergie dans le sandwich sʹavère contrôlable, la température perme�ant d’ajuster la rigidité et le facteur de perte du tBA/PEGDMA pour un amortissement optimal sur une large bande de fréquences.
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Conception et développement d'un capteur électrochimique à base de polymères conducteurs à mémoire de forme pour la détection de petites molécules : application au cas de l'atrazine

Conception et développement d'un capteur électrochimique à base de polymères conducteurs à mémoire de forme pour la détection de petites molécules : application au cas de l'atrazine

46 Pour des soucis de miniaturisation, de facilité d’utilisation et de faible coût, de nombreuses études s’orientent aujourd’hui vers les capteurs MIPs associés à la transduction électrochimique. Comme nous l’avons vu, ce type de capteur s’appuie généralement sur le dépôt d’un film de polymères à empreintes moléculaires sur une électrode qui permet d’assurer la transduction. La couche de polymères MIPs greffée sur l’électrode, apporte la spécificité vis-à-vis de la molécule à détecter. Dans ces conditions, la reconnaissance est toujours dépendante soit d’un marquage direct (e.g. propriété redox de l’analyte) ou indirect (sonde greffée sur la couche chiomiosélective e.g. ferrocène). Cette approche limite non seulement l’utilisation de ce type de capteurs à un nombre restreint d’analytes, en particulier en ce qui concerne les analytes de petit poids moléculaire, mais limite aussi leur production et leur utilisation à grande échelle. L’objectif de notre travail a donc été de permettre aux sites de reconnaissance de ces capteurs électrochimiques à empreintes moléculaires, d’assurer à la fois leur rôle de reconnaissance spécifique et de transduction indépendamment des propriétés intrinsèques des analytes ou du marquage indirect des polymères. Nous nous sommes donc tournés vers le développement d’un capteur intégré, spécifique et sensible, dédié à la détection directe et en temps réel de petites molécules organiques reposant sur un nouveau principe de polymères conducteurs à mémoire de forme que nous allons maintenant décrire.
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Contribution à l'utilisation des polymères à mémoire de forme pour les structures à amortissement contrôlé

Contribution à l'utilisation des polymères à mémoire de forme pour les structures à amortissement contrôlé

Ces travaux de thèse proposent dʹutiliser les polymères à mémoire de forme comme moyen de contrôle des vibrations des structures. Outre lʹhystérésis de mémoire qui est classiquement mis en avant, ces matériaux possèdent des propriétés amortissantes intrinsèques qui sont dʹautant plus intéressantes lorsque l’effet mémoire de forme est important. Dans un premier temps une caractérisation des propriétés mécaniques du tBA/PEGDMA, polymère à mémoire de forme de lʹétude, est effectuée par analyse dynamique mécanique. Un modèle rhéologique basé sur lʹéquivalence temps-température, le 2S2P1D, est utilisé pour rendre compte du comportement viscoélastique du polymère. Dans un deuxième temps, une campagne expérimentale est menée, sur une large bande de fréquences et de températures, grâce à divers moyens expérimentaux (statiques, modaux, nano-indentations, ultrasons, dynamiques hautes fréquences, microscopie acoustique) afin de définir le domaine de validité, fréquentiel et thermique, du modèle rhéologique. Dans un troisième temps, le polymère à mémoire de forme est intégré à une structure composite de type sandwich pour me�re en évidence le pouvoir amortissant impressionnant du matériau. Enfin, une méthodologie de contrôle de lʹamortissement par la température est proposée. En effet, la dissipation d’énergie dans le sandwich sʹavère contrôlable, la température perme�ant d’ajuster la rigidité et le facteur de perte du tBA/PEGDMA pour un amortissement optimal sur une large bande de fréquences.
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Influence du vieillissement sur l'effet mémoire des polymères / Modélisation du mécanisme de mémoire de forme

Influence du vieillissement sur l'effet mémoire des polymères / Modélisation du mécanisme de mémoire de forme

93 Figure IV.1.Taux de recouvrance pour différents taux de déformation. Selon la Figure VI.1, on peut remarquer que, quel que soit le taux de déformation, le mélange récupère 100% de sa forme initiale. Le mélange possède alors un effet mémoire de forme totale (EMFT). En effet, quand le matériau subit une déformation de 100%, 50%, ou 25% à 40°C (étape de chauffage + déformation), des contraintes résiduelles se sont introduites dans sa structure. Ensuite, lorsque l’échantillon est refroidi jusqu’à la température ambiante (étape de fixation), ces contraintes internes sont emmagasinées dans la structure. Par la suite, durant l’étape de recouvrance, en réchauffant l’échantillon, ces contraintes sont libérées et le mélange revient à sa forme permanente grâce à son effet mémoire. Quand la température accroit, les chaînes deviennent plus flexibles et leur mobilité augmente, ce qui facilite la recouvrance du matériau. L’EMF pourrait être expliqué par la variation de la mobilité moléculaire au sein du PMF. Quand, le polymère est dans sa forme initiale, les chaînes sont en état thermodynamique stable. A une température élevée, les chaînes ont une grande mobilité, et à la suite de l’application d'une contrainte extérieure, l’arrangement des chaînes change. Ceci engendre une réduction de l’état entropique du matériau qui s'accompagne d’un changement de sa forme. En refroidissant le polymère, cet état entropique est bloqué. Ce qui permet la fixation de la forme temporaire. Finalement, en réchauffant le PMF, la mobilité des chaînes est réactivée. Ce qui entraîne l’augmentation de l’entropie du polymère et ainsi le retour à la forme permanente (1) . Le Tableau IV.1 résume les propriétés mécaniques et physico-chimiques du mélange à mémoire de forme (PCL/SBS) de référence.
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Polymères et hydrogels à mémoire de forme ultrason-répondants

Polymères et hydrogels à mémoire de forme ultrason-répondants

On the other hand, the shape memory is made possible because the physical network structure formed or enhanced with the hydrogel under strain can stabilize the deformation (temporar[r]

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L'orientation et la propriété de mémoire de forme des polymères cristallins liquides à chaînes latérales covalents et supramoléculaires

L'orientation et la propriété de mémoire de forme des polymères cristallins liquides à chaînes latérales covalents et supramoléculaires

vii aux mésogènes, et ceux-ci orientent en coopération et de manière efficace (haut degré d'orientation) et, à son tour, imposent une conformation anisotrope de la chaîne principale (faible degré d'orientation). Dans le cas du S-SCLCP de P4VP-7PAP, le couplage entre les mésogènes et la chaîne principale est très affaibli en raison de la dissociation/association dynamique des liaisons hydrogène reliant les deux constituants. La conséquence de ce découplage est observable à partir des comportements viscoélastiques: le poids moléculaire moyen entre enchevêtrements est essentiellement inchangé dans la phase smectique et la phase isotrope, et est similaire aux échantillons non-cristallins liquides. Par conséquent, le S-SCLCP peut facilement former des films étirables. En outre, le comportement en orientation induite par étirement du P4VP-7PAP est totalement différent. Le degré d'orientation des groupes mésogènes est très faible même à une grande déformation (500%), tandis que l'orientation de la chaîne principale se développe de façon constante avec l'augmentation d’étirement, de la même façon que des polymères amorphes. Les résultats indiquent que lors de l’étirement la force mécanique est principalement couplée à la chaîne principale du polymère et conduit à son orientation. Cependant, cette orientation exerce peu d'effet sur l'orientation des groupes mésogènes. Ce résultat surprenant est pourrait être expliqué par la dissociation dynamique des liaisons-H lors de l'étirement dans la phase smectique (à des températures relativement élevées), laquelle découple les groupes mésogènes de la chaîne pricipale, permettant une relaxation rapide.
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Matériaux polymères à mémoire de forme et autoréparables contrôlés par la lumière via un effet photothermique

Matériaux polymères à mémoire de forme et autoréparables contrôlés par la lumière via un effet photothermique

Photographs showing the self-healing behavior of PVA hydrogel: (a) two pieces of original hydrogel with and without rhodamine B for coloration; (b) two halves of [r]

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Transitions de phases structurales et mémoire de forme des alliages intermétalliques NbRu et RhTi

Transitions de phases structurales et mémoire de forme des alliages intermétalliques NbRu et RhTi

On remarque que la densité d'états de la phase  ressemble à celle d'un métal de structure cubique à base centrée [25], constitué de deux pics séparés par une énergie d'environ 1,8 eV de large. Le niveau de Fermi se trouve en dessous des pics d'énergie la plus élevée, qui sont la plupart du temps inoccupés. Dans le cas de la phase ', la forme générale du DOS est similaire à celle de la phase . Cela est compréhensible parce que la transformation de la phase  à ' implique seulement une légère déformation de structure, par contre les pics de la phase ' sont plus larges . Une autre caractéristique importante du DOS totale de la phase ' se situe dans le pic au-dessus du niveau de Fermi. Ce pic presque disparaît en comparaison avec le pic correspondant de la phase .
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Conversion d'Energie Magnéto-Thermo-Mécanique dans les Alliages à Mémoire de Forme Magnétiques.

Conversion d'Energie Magnéto-Thermo-Mécanique dans les Alliages à Mémoire de Forme Magnétiques.

!!!, & 2 ' & '(<=.+ '&& + , + & -. 6 # ">?!?6 -)000 ' 12 6 ! 9 @ ! 8 : #!9 : Les alliages à mémoire de forme magnétiques sont des matériaux actifs dont les caractéristiques combinent celles des alliages à mémoire de forme classiques et celles des matériaux magnétostrictifs. Ces matériaux relativement récents sont actuellement assez peu utilisés pour des applications pratiques telles que les actionneurs et les capteurs en raison des difficultés de conception et de contrôle résultant d’un comportement complexe. Cet article se propose de présenter le mode de conversion d’énergie à l’œuvre dans ces matériaux ainsi qu’un état de l’art des principaux travaux en termes d’actionneurs. Il se propose ensuite de présenter les réalisations des auteurs ainsi que les modèles de comportement développés pour finir par une présentation des règles de conception et de contrôle mis en évidence.
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Identification expérimentale et modélisation micromécanique du comportement d'un multicristal en alliage à mémoire de forme

Identification expérimentale et modélisation micromécanique du comportement d'un multicristal en alliage à mémoire de forme

IDENTIFICATION EXPÉRIMENTALE ET MODÉLISATION MICROMECANIQUE DU COMPORTEMENT D'UN MULTICRISTAL EN ALLIAGE A MÉMOIRE DE FORME. Directeur de thèse : Fodil MERAGHNI Co- Directeur de thèse[r]

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Conversion d'énergie magnéto-thermo-mécanique dans les alliages à mémoire de forme magnétiques.

Conversion d'énergie magnéto-thermo-mécanique dans les alliages à mémoire de forme magnétiques.

Essentiel : Les alliages à mémoire de forme magnétiques (AMFM) sont des matériaux actifs dont les caractéristiques combinent celles des alliages à mémoire de forme classiques et celles des matériaux magnétostrictifs. Ces matériaux relativement récents sont actuellement assez peu utilisés pour des applications pratiques telles que les actionneurs et les capteurs en partie en raison des difficultés de conception et de contrôle résultant d’un comportement complexe. Cet article se propose de présenter le mode de conversion d’énergie à l’œuvre dans ces matériaux ainsi qu’un état de l’art des principaux travaux en termes d’actionneurs. Il se propose ensuite de présenter les réalisations des auteurs ainsi que les modèles de comportement développés pour finir par une présentation des règles de conception et de contrôle mises en évidence.
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2009 — Développement d'un système de fixation osseuse par tresse en alliage à mémoire de forme

2009 — Développement d'un système de fixation osseuse par tresse en alliage à mémoire de forme

L’utilisation de rubans comme SDF diminue le risque de rupture en augmentant la surface de contact entre l’os et le SDF (figure 1.4b). Les rubans, tels que les Sterna-band (Stony Brook Surgical Innovations, Inc., Stony Brook, NY, ÉU), sont faciles à retirer, car ils peuvent être sectionnés par une simple paire de ciseaux (Soroff et al., 1996). Un mécanisme à cliquet permet une fixation aisée de la fracture. Par contre, les rubans manquent de souplesse et n’épousent pas bien la géométrie du sternum (Cheng et al., 1993; Losanoff, Richman et Jones, 2002). Leur géométrie fait en sorte qu’ils ne peuvent traverser l’os facilement et qu’ils doivent obligatoirement être passés péristernalement. Leur forte largeur est incommodante, car ils déplacent les muscles en place pour épouser la forme du sternum. Leurs bords tranchants coupent parfois les muscles et causent ainsi une hémorragie interne. De plus, il semble que l’utilisation de rubans ne présente pas d’avantage marqué au niveau de la rigidité du système : la rigidité de la fermeture des rubans est en effet moins grande ou comparable à celle des fils puisque généralement quatre rubans sont utilisés au lieu de 6 à 10 pour les fils (Cheng et al., 1993).
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Mécanismes d'amorçage et de propagation de fissures dans un Alliage à Mémoire de Forme de type TiNi

Mécanismes d'amorçage et de propagation de fissures dans un Alliage à Mémoire de Forme de type TiNi

observations reportées par de nombreux auteurs [6, 11-14]. Contrairement à Moumni et al. [4] ou à Paradis et al. [13], aucune déformation résiduelle n’est notée après le premier déchargement. Ici, la déformation résiduelle commence à apparaître à la fin du deuxième déchargement, augmente pendant le cyclage puis semble se saturer à 0.4%. Notez qu'afin d'observer le fût de l'éprouvette, l'essai est interrompu et l'éprouvette est retirée de la machine. A la reprise de l'essai, la forme de la boucle d'hystérésis reste inchangée. Ce comportement, rapporté dans un diagramme donnant l'énergie dissipée en fonction du nombre de cycles (figure 4 c-), montre une décroissance rapide de l'énergie pendant les dix premiers cycles, suivie d'une légère diminution jusqu'au 100 ième cycle puis d'une stabilisation complète jusqu'au 1250 ième cycle.
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Modélisation des Alliages à Mémoire de Forme Magnétiques pour la conversion d'énergie dans les actionneurs et leur commande.

Modélisation des Alliages à Mémoire de Forme Magnétiques pour la conversion d'énergie dans les actionneurs et leur commande.

[ Via83 ] on pouvait lire, en 1983 : ”Dans une premi` ere ´ etape, les non-lin´ earit´ es ont ´ et´ e regard´ ees essentiellement comme des imperfections, mais tr` es vite les ing´ enieurs ont pris conscience des avantages qu’ils pouvaient tirer des non-lin´ earit´ es pour la conception de syst` emes plus performants. Parmi ces avantages, et ` a titre d’exemple, on peut citer la commande par plus ou moins qui permet, si elle est judicieusement con¸ cue, par appli- cation du principe bang-bang, d’obtenir des r´ eponses en temps minimal.” Aujourd’hui encore, les non-lin´ earit´ es, de par leurs multiplicit´ es, sont tr` es mal prises en compte dans la conception de syst` emes innovants et dans leur commande. Les AMFMs admettent un comportement tr` es non-lin´ eaire de par leurs caract´ eristiques magn´ etiques, leurs propri´ e- t´ es de m´ emoire de forme et leur caract` ere dynamique. Cela fait donc des AMFMs un tr` es bon terrain pour l’´ etude des syst` emes non-lin´ eaires dans une d´ emarche m´ ecatronique et adaptronique.
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2013 — Modélisation de matériaux composites adaptatifs munis d'actionneurs en alliage à mémoire de forme

2013 — Modélisation de matériaux composites adaptatifs munis d'actionneurs en alliage à mémoire de forme

Étant donné que le terme « structure adaptative » est abondamment employé dans cette étude, le premier chapitre est consacré à l’état de l’art de ce type de structure. Un regard sera ainsi porté sur des projets similaires ayant déjà été développés et particulièrement à un niveau numérique. Ceci va conduire à la problématique de cherche, aux objectifs du projet et à la méthodologie employée. Puis, étant donné que les AMF constituent une classe de matériau bien spéciale, le deuxième chapitre est consacré entièrement à une présentation générale de ces matériaux. Des aspects fondamentaux et numériques y seront abordés. Par la suite, le troisième chapitre va présenter, sous la forme d’une publication, l’ensemble des travaux réalisés dans le cadre de la maîtrise. Des annexes seront également insérées afin de mettre l’accent sur certains points qui n’ont pas été couverts en détail dans l’article. En effet, les Annexe I et II traitent respectivement du développement d’un modèle analytique afin de valider le premier modèle d’éléments finis et de la construction du modèle numérique du panneau adaptatif codé en langage APDL (ANSYS Parametric Design Language), tandis que l’Annexe III présente le résumé détaillé d’une présentation qui aura lieu lors du 19th
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2005 — Modèle numérique hybride macro-micro mécanique d'alliage à mémoire de forme

2005 — Modèle numérique hybride macro-micro mécanique d'alliage à mémoire de forme

De plus, il y a quatre températures qui caractérisent les AMF : les températures de début et de fin de transformation inverse, As pour austénite start et Af pour austénite fin[r]

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Dialogue essais - simulation et identification de lois de comportement d’alliage à mémoire de forme en chargement multiaxial

Dialogue essais - simulation et identification de lois de comportement d’alliage à mémoire de forme en chargement multiaxial

Les essais ont été pilotés en déplacement. Une vitesse d’allongement de 0,5 mm/min est imposée dans les deux directions, et les déplacements des vérins d’une même direction sont opposés. La géométrie des éprouvettes en croix (et celle de l’amincissement) utilisée pour les essais bi- axiaux (Figure 4-14) a été optimisée par des calculs par éléments fins, essentiellement dans le but d’avoir une déformation de transformation martensitique importante au milieu de l’éprouvette, mais également une déformation relativement homogène dans cette zone. La forme extérieure de l’éprouvette est la même pour les essais de traction-traction et de traction- compression. Pour les essais de traction-traction, un amincissement du milieu de l’éprouvette est nécessaire pour que les déformations (et donc la transformation martensitique) ne se localisent pas dans la section minimale des bras mais bien au centre de l’éprouvette. La profondeur de cet amincissement est de 0,6 mm sur chaque face, laissant ainsi une épaisseur utile de 1,3 mm. Le rayon de raccordement de 1mm a été imposé par la géométrie de l’outil. La forme carrée et sa taille (18 mm) sont le résultat de comparaisons entre différentes simulations et différents essais mécaniques.
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Modélisation thermomécanique unifiée des comportements des matériaux à mémoire de forme. Application aux chargements cycliques et à la fatigue.

Modélisation thermomécanique unifiée des comportements des matériaux à mémoire de forme. Application aux chargements cycliques et à la fatigue.

Notre travail établit un nouveau modèle de comportement des MMF qui se dis- tingue par son caractère « complet » et « unifié » : complet, parce qu’il permet la description des principaux phénomènes caractéristiques des matériaux à mémoire de forme ; unifié, parce qu’il s’appuie sur une même loi de comportement et sur les mêmes lois complémentaires. Notre modèle ne fait pas l’hypothèse des chargements méca- niques proportionnels, souvent adoptée dans la littérature ; ceci nous permet de réaliser des calculs de structures soumises à des chargements complexes, comme le montre l’exemple proposé au chapitre 5 concernant la modélisation du comportement d’un stent pseudoélastique. En outre, nous proposons une généralisation du modèle permet- tant la prise en compte des chargements cycliques et ouvrant la voie vers la modélisa- tion de la fatigue des MMF. Dans ce cadre, en opérant une analogie entre la réponse pseudoélastique cyclique des matériaux à mémoire de forme et la réponse élastoplas- tique cyclique des aciers, nous proposons un critère énergétique permettant la déter- mination de la durée de vie d’un MMF pseudoélastique. Nous montrons d’ailleurs, en s’appuyant sur des résultats d’essais, que les prédictions du modèle ainsi que celles du critère sont satisfaisantes.
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2016 — Optimisation des performances d'une structure de composite actionnées par des fils en alliages à mémoire de forme

2016 — Optimisation des performances d'une structure de composite actionnées par des fils en alliages à mémoire de forme

INTRODUCTION Le point de départ de cette recherche est un projet antérieur du Consortium de recherche et d’innovation en aérospatiale du Québec (CRIAQ) ayant été réalisé en partie à l’ÉTS. Le projet CRIAQ 7.1, réalisé en partenariat avec Bombardier, Thalès et l’École Polytechnique de Montréal visait à démontrer la faisabilité d’une aile laminaire adaptative. Pour ce faire, un concept a été modélisé, fabriqué et validé en soufflerie. L’approche mise de l’avant consistait à ajuster le profil de l’aile en fonction du chargement aérodynamique. Pour y parvenir, un extrados actif a été développé en utilisant une stratégie d’optimisation multi objective. L’extrados, présenté à la figure 0.1, était une surface de composite dont l’actionnement était réalisé grâce à l’imposition d’un déplacement en deux lignes d’action par un mécanisme à cames. Le mécanisme d’actionnement était activé par des fils en alliage à mémoire de forme (AMF). La Figure 0.1 montre un schéma de l’aile adaptative et son mécanisme d’actionnement.
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Portraits de la beauté chez Marguerite Duras et Violette Leduc : forme figée, objet de mémoire

Portraits de la beauté chez Marguerite Duras et Violette Leduc : forme figée, objet de mémoire

3. La beauté « inoubliable » : le portrait comme objet de mémoire Même discutée de long en large et filtrée par des faisceaux de subjectivités, la beauté reste fixe. Duras et Leduc ne nient pas pour autant complètement le temps qui passe, au contraire : elles en font le sujet principal de leurs portraits. Elles reconduisent en effet l’opposition entre idéalité et éphémère, en reprenant les mêmes clichés tout en insistant sur la fragilité de la beauté qui peut être perdue. Dans les portraits de beauté, le parallèle avec la nature se révèle insistant : les « jeunes filles en fleurs » sont une manifestation convenue et évidente de ce cliché de description. C’est le memento mori de la nature morte, qui rappelle la vanité des choses en intégrant dans la composition un crâne ou un autre symbole de la mort à venir. Le vocabulaire horticole illustre la beauté, mais aussi et surtout son déclin : les fleurs ne sont pas éternelles. La narratrice leducienne « embrass[e] longtemps [sa mère] sur ses joues flétries 1  » ou remarque dans la rue « une vieille femme dont la
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