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Dans cette étude nous proposons un nouveau modèle d'évolution de la taille des bulles, dans lequel, pour simuler les interactions nombreuses au sein d'un nuage de cavitation, deux bulles non identiques, localisées dans un volume de contrôle en expansion contrôlée, échangent du volume au cours de leur évolution. Au cours d'une séquence assez rapide, une petite bulle disparaît au profit d'une grosse bulle. Cette nouvelle bulle plus grosse est alors prise comme grosse bulle dans une séquence ultérieure répétée sur un volume de contrôle progressivement agrandi jusqu'à l'échelle caractéristique de la poche. La comparaison de la taille des bulles en fonction du temps, obtenue avec le modèle est cohérent avec les mesures effectuées en 2002 par Ohl. Selon ce modèle il y a collapses nombreux de petites bulles dès l'apparition de la cavitation, ce qui est conforme à l'observation expérimentale d'un bruit dans la zone d'apparition de la cavitation Buogo et al. (2002). En outre, Le modèle conduit à une pression en évolution croissante bien que le volume de vapeur augmente et que la masse volumique diminue.
L objectif de cette étude est la caractérisation expérimentale et la modélisation du comportement mécanique de composites thermoplastiques élastomères (TPEs). Ils sont constitués d une matrice en polypropylène isotactique (PP) et de particules d élastomère recyclées en propylène diène monomère (EPDM). Le diamètre moyen de cellesci est de 67µm. La loi de comportement des composites est construite à partir du comportement mécanique de chacune des phases et d une démarche d homogénéisation. Le comportement mécanique de la matrice est analysé grâce à des essais de charge / décharge à différentes vitesses de déformation, ainsi qu à l aide d essais intégrant des phases de relaxation et de recouvrance. Le PP est modélisé par une loi élastoviscoplastique. En analysant les propriétés élastiques des TPEs, un modèle micromécanique de type autocohérent généralisé a été retenu.
L'aérodynamique des moteurs à combustion interne est soumise à de larges fluctuations cycle à cycle qui rentrent dans le bilan des émissions polluantes. Le développement des outils de diagnostiques optiques permet désormais de mesurer et d'étudier ces fluctuations, notamment dans des géométries réelles de moteur. Dans le cadre d'une analyse de ces fluctuations dans la phase d'admission, phase durant laquelle se structure l'écoulement, nous étudions la dynamique d'un jet de soupape sur un banc d'essai stationnaire avec une différence de pression constante aux bornes du montage et une levée de soupape fixe. Des mesures de vitesses résolues temporellement ont été réalisées par PIV à une cadence de 7,5 kHz. Une analyse de type POD (Décomposition Orthogonale en Modes Propres) des champs instantanés de vorticité permet de caractériser l'évolution spatio-temporelle des tourbillons présents dans les couches de cisaillement du jet, et d'analyser certains aspects de la dynamique de l'écoulement à la soupape.
La cuisson d'un composite thermodurcissable est un processus complexe dont il est délicat de prédire les propriétés obtenues à l'usage des concepteurs de structures composites. Cela est crucial pour les composites épais puisque le couplage thermochimique devient significatif pour les matrices thermodurcissables dont la réaction chimique de durcissement est exothermique. L'objectif de ce travail est de présenter un outil numérique couplant la thermique, la chimie et ses conséquences sur la formation de la matrice. Dans une première étape, les lois constitutives du problème de couplage à résoudre pour la description de la matrice en formation sont présentées. La prise en compte de ces lois dans le code de calcul par éléments finis Abaqus est exposée dans une deuxième étape. Les résultats obtenus ont été confrontés avec succès aux mesures expérimentales pour deux systèmes thermodurcissables différents. Ce travail ouvre la voie vers la prédiction des contraintes résiduelles en fin de cuisson.
Généralement, le stade II de la propagation de fissure de fatigue (FCP) est décrit par le modèle de Paris- Erdogan. L'approche phénoménologique de la propagation de fissure de fatigue à travers ce modèle suggère l'existence d'une relation linéaire entre ces deux paramètres. Le but général de ce travail est d'étudier les effets des paramètres de chargement sur la propagation de fissure de fatigue dans le cas d'un acier 12NC6 soumis à un traitement thermique pour obtenir des valeurs de limites d'élasticité différentes. La corrélation entre les paramètres C et m a été examinée et comparée avec les résultats donnés par la littérature. La variabilité de ces deux paramètres a été analysée pour prédire la durée de vie des structures.
Le but du présent travail est d'étudier, sur la base d'un modèle numérique Euler-Lagrange, la manière dont la dynamique d'un lit fluidisé gaz-solide peut être modifiée en fonction de son degré de couplage acoustique avec le système d'injection. Dans cette étude, les conditions d'entrée (pression et vitesse du fluide au bas du lit) prennent en compte les effets résistifs créés par le distributeur et capacitifs provenant du système de ventilation (plenum). Ce travail se concentre principalement sur la transition entre le régime à bulles multiples et le régime à bulle unique qui se produit pour des conditions d'injection différentes.
Dans cet article nous nous intéressons à la modélisation et à la simulation par la MEF du comportement viscoélastique, en soufflage libre, d'une membrane thermoplastique mince, isotrope et incompressible. Le modèle de comportement intégral viscoélastique de Lodge est considéré. Pour la phase de soufflage, nous considérons une charge en débit d'air non linéaire et la pression est déduite de l'équation d'état des gaz de van Der Walls. Ensuite, nous avons étudié l'influence de la loi de comportement de Lodge sur la distribution des épaisseurs et des contraintes au sein d'une membrane thermoplastique circulaire pour six différents matériaux
Les lois d'endommagement incrémentales présentent de nombreux avantages en terme de modélisation thermomécanique. L'endommagement gouverné par la plasticité débute aussitôt qu'un seuil en déformation plastique est atteint. Le seuil d'endommagement peut de manière avantageuse être écrit en énergie stockée par les écrouissages : il est alors indépendant du chargement et devient un paramètre matériau. Couplé à l'élasto-viscoplasticité, ce modèle permet le calcul de durée de vie de structures à hautes températures à l'aide d'un seul jeu de paramètres pouvant décrire les conditions de rupture sous sollicitations complexes. Un post-processeur d'endommagement a été implémenté dans le code éléments finis Zebulon. Des essais de validation sont mis en œuvre : fatigue avec temps de maintien, fatigue thermomécanique, cyclage thermique. Ce dernier, représentatif du fonctionnement de la chambre de combustion que l'on désire dimensionner, doit permettre de valider la méthodologie employée.
Une méthode de couplage aéroélastique est développée pour le calcul des forces instationnaires appliquées sur les pales d'une éolienne. Cette méthode combine la simulation de l'écoulement avec le calcul de la dynamique de structure. La modélisation aérodynamique est quasi-3D. Les vitesses induites par le rotor sont calculées à l'aide d'un model hybride, qui remplace les pales par des surfaces portantes. La distribution de pression appliquée sur ces surfaces est obtenue à l'aide des calculs 2D autour des profils de la pale. Pour prendre en compte l'élasticité de structure; ici, le battement de la pale et les oscillations des profils sont évaluées à l'aide d'un code de dynamique de structure et ainsi le maillage des profils est adapté à chaque pas de temps. La méthode proposée est validée dans le cas de l'éolienne NREL VI en dérapage où les résultats de comparaison obtenus pour le moment de flexion de la pale sont satisfaisants.
Le travail présenté porte sur une approche à la fois expérimentale et numérique de l'endommagement pour le forgeage à froid des métaux. Un modèle d'endommagement de type Lemaitre a été implémenté dans le code de calcul Forge2005® pour en particulier mieux prendre en compte l'évolution de l'endommagement en compression. Des essais de formabilité en forge à froid ont été réalisés expérimentalement puis simulés numériquement dans le but de tester le modèle implémenté. Les résultats montrent l'importance de l'anisotropie d'endommagement notamment pour l'une des deux nuances étudiées.
Nous proposons une amélioration des techniques de capture d'interfaces, pour la simulation d'écoulements multiphasiques, en utilisant une méthode de h-adaptation de maillage. Une technique d'adaptation de maillage anisotrope basée sur les variations de gradients de la fonction level-set permet de capturer les discontinuités des paramètres physiques qui caractérisent les écoulements fortement hétérogènes. Cette méthode permet l'observation précise de l'évolution des différentes phases (eau/ polymère liquide eau/ polymère solide) ainsi que leurs interactions. Une application directe de cette amélioration est la simulation des problèmes multiphasiques complexes intervenant dans le procédé de fabrication de pièces creuses tel que l'injection assistée eau.
Un modèle d'homogénéisation du carton ondulé et un élément fini de coque sont développés pour modéliser le comportement mécanique de structures en carton ondulé. Le modèle d'homogénéisation analytique proposé permet une modélisation d'une structure 3D de carton par une plaque homogénéisée 2D. Il est basé principalement sur la théorie de stratification avec prise en compte du cisaillement transversal. Il est ensuite amélioré avec l'apport de plusieurs théories. Ce modèle d'homogénéisation amélioré est implémenté dans un élément fini de coque triangulaire avec cisaillement transversal. Le présent modèle a été validé par comparaison avec une simulation 3D sur Abaqus et avec d'autres résultats numériques et expérimentaux. Un problème de flambement d'une plaque en carton ondulé est traité et présenté dans cet article.
Les canalisations des circuits de Refroidissement de Réacteur à l'Arrêt (RRA) de centrale nucléaire sont soumises à des chargements thermiques dans les zones de mélange entre fluides froid et chaud. Ces fluctuations thermiques entraînent la formation de réseaux de fissures ou faïençage thermique. Sous deux hypothèses principales -- la germination continue de mésofissures et la présence d'une zone d'obscurcissement autour de mésofissures existantes -- cette étude propose un modèle probabiliste permettant de caractériser la saturation du réseau ainsi que les densité de mésofissures actives, activées et stoppées en relation avec leurs tailles respectives. Cette modélisation probabiliste permet de caractériser l'état d'endommagement de la structure afin d'évaluer son intégrité. Le modèle est appliqué au cas d'un chargement estimé pour des essais de fatigue thermique afin de comparer les résultats du modèle aux différents réseaux de fissures observés expérimentalement.
Le pelage d'un chien qui sort de l'eau s'agrège en touffes : ceci est un exemple commun de l'effet des forces capillaires sur des structures élastiques. D'un point de vue pratique, la déformation de structures flexibles par les forces de tension de surface peut conduire à de graves dommages sur des microsystèmes mécaniques (à petite échelle, les forces capillaires deviennent prépondérantes). Cependant ce collage permet également l'auto-association de microstructures selon des motifs bien définis. Au delà de la flexion de tiges, que se passe-t-il si on pose une goutte d'eau sur une feuille très flexible ? La feuille peut-elle enrober spontanément la goutte ? Nous déterminerons quel est le critère d'enrobage et décrirons les differentes formes obtenues. En particulier, nous montrerons comment un tel mécanisme d'origami capillaire peut s'avérer pertinent pour l'élaboration de micro-structures tridimensionnelles à partir de patrons bidimensionnels.
Le comportement hydrodynamique d'une bulle ellipsoïdale de forme fixe est étudié en présence d'un écoulement cisaillé. Les résultats numériques montrent qu'à partir d'un aplatissement suffisant d'une bulle, le sens de sa migration latérale et celui de sa rotation sont inversés par rapport au comportement d'une bulle sphérique. Cet effet résulte du signe de la vorticité axiale présente dans le sillage de la bulle qui est inversé lorsque cette vorticité n'est plus contrôlée par celle de l'écoulement de base, mais par celle produite à la surface de la bulle.
On étudie ici un modèle mathématique du problème de filtration tangentielle. Les écoulements dans la partie libre et dans la membrane sont supposés régis respectivement par les équations de Stokes et de Darcy. Ces deux systèmes d'équations sont couplés par une condition aux limites de glissement, prise sur les deux côtés de la membrane filtrante. La solution élémentaire de ce problème est calculée analytiquement pour les champs de vitesse et de pression dans la région où le fluide circule librement ainsi qu'à l'intérieur de la membrane. Les lignes de courants sont tracées et les résultats sont discutés en fonction du coefficient de glissement, la perméabilité et de l'épaisseur du milieu poreux.
Afin de prendre en compte l'angularité des particules dans les écoulements granulaires, l'IFP a développé un outil numérique : GRAINS3D. Ce dernier repose sur la méthode des éléments discrets et un algorithme de détection de contact développé pour la réalité virtuelle (algorithme Gilbert-Johnson-Keerthi). A l'aide de ce code, nous proposons, dans cette communication, d'étudier et de quantifier l'influence de l'angularité sur les écoulements granulaires. Nous nous intéressons au phénomène de ségrégation pour des massifs granulaires morphologiquement homogènes qui contiennent des particules de taille différente et des mélanges binaires de formes. Les résultats obtenus sont confrontés à ceux de la littérature. Dans le cas de formes plus complexes, une analyse du comportement des particules en fonction de leur convexité est proposée.
Dans cet article nous proposons un modèle numérique du comportement mécanique d'un coeur de réacteur nucléaire incluant la dynamique complète des assemblages combustibles et du fluide. Chaque assemblage combustible est assimilé à un milieu poreux déformable avec un comportement visco-élastique non linéaire, les équations globales du fluide sont obtenues par moyenne spatiale, le champ de vitesse du fluide et le champ de déplacement de la structure sont définis sur tout le domaine spatial. Les équations du mouvement de la structure sont obtenues par une formulation Lagrangienne, tandis que, pour permettre le coulage fluide structure, les équations de mouvement du fluide sont obtenues par une formulation Arbitrary Lagrangian Eulerian. Des résultats numériques sont confrontés aux données expérimentales.
Cet article propose un modèle de prédiction de vibrations non-linéaires de plaques circulaires minces comportant de faibles imperfections géométriques. Les équations locales, dans lesquelles a été injecté le défaut de forme, sont discrétisées en utilisant la base des modes propres de plaque circulaire parfaite. Les développements analytiques nous fournissent les nouveaux coefficients linéaires, quadratiques et cubiques. Les résultats du modèle, appliqué au cas d'un défaut sphérique, sont comparés au modèle de coque sphérique précédemment développé par Thomas et al. (2005). Les effets dans le domaine linéaire de l'injection de défauts simples, axisymétriques et asymétriques, par cette méthode sont ensuite présentés puis confrontés à une simulation numérique par la méthode des éléments finis.
Cet article présente une application de la recherche de forme aux gilets de sauvetage gonflables. La recherche de forme est le nom générique désignant le processus de conception de la forme globale des structures légères instables telles que les structures gonflables. L'état d'équilibre statique des gilets gonflables est recherché pour analyser la forme générale, le volume contenu et la localisation des zones de plis. La méthode de relaxation dynamique avec amortissement cinétique permet d'éviter le problème de singularité de la matrice de raideur et le problème d'instabilité locale dans les zones de plis. Sa rapidité de convergence est très dépendante de la formulation de la matrice des masses. Dans cet article, plusieurs expressions des masses sont testées et leurs performances comparées entre elles.
Notre étude a pour but de mieux comprendre le comportement d'outils toriques de faibles diamètres lors de l'usinage de surfaces gauches. Des approches théorique et expérimentale ont été couplées. L'étude théorique s'attache à déterminer la relation entre la stratégie utilisée en terme de trajectoires outil (plans parallèles, Z constant, ...) et le comportement dynamique de l'outil en usinage. La partie expérimentale a permis d'analyser le comportement vibratoire de l'outil lors de la coupe pour différentes stratégies d'usinage. Pour cela, des analyses acoustiques, ainsi que des mesures dimensionnelles et d'états de surface ont été menées. Cela nous permet de définir des règles de construction de parcours d'usinage de surfaces complexes avec ce type d'outils. En effet, certaines stratégies s'avèrent préjudiciables à la qualité d'usinage et à la durée de vie d'outil alors que d'autres apportent une réelle amélioration sur la qualité de la pièce usinée.
Les aciers au C-Mn sont sujets au phénomène de vieillissement sous déformation, qui est à l'origine de la localisation de la plasticité sous forme de bandes de Piobert-Lüders (vieillissement statique) ou d'instabilités de Portevin - Le Chatelier (vieillissement dynamique). Le matériau présente alors une sensibilité négative à la vitesse de déformation ainsi qu'une chute de la ténacité à 200 °C. Cette étude propose de prendre en compte le vieillissement statique et dynamique dans la loi de comportement, à l'aide du modèle de Mac Cormick. Les simulations par éléments finis de l'essai de traction simple permettent de reproduire les effets de localisation de la déformation de type Lüders ou Portevin – Le Chatelier (PLC) ainsi que la sensibilité négative à la vitesse de déformation. Une étude numérique des éprouvettes CT a permis de montrer l'influence du vieillissement statique et dynamique sur le développement de la plasticité en pointe de fissure.
Le comportement mécanique macroscopique des matériaux à grains ultrafins semble être affecté par la contribution des joints de grains. Forts de ce constat, nous avons reformulé et implémenté le modèle auto cohérent généralisé, récemment développée par (Jiang et Weng, 2004), intégrant différents aspects tels que la taille des grains, l'épaisseur des joints de grains avec leurs comportements spécifiques respectifs. De part les tous premiers résultats de simulation, ce modèle est jugé suffisamment pertinent pour être par la suite appliqué à nos matériaux élaborés par compaction isostatique à chaud (Billard, 2004) de nanopoudres métalliques.
Le problème d'optimisation sous-jacent à la conception de systèmes est généralement multiobjectif et par nature multidisciplinaire. Les techniques d'optimisation multi-objectif et multidisciplinaire permettent de parcourir l'espace de conception et fournissent un ensemble de solutions -front de Pareto- parmi lequel le concepteur choisira, a posteriori, la solution à développer. L'objectif de ce papier est double : (1) présenter une application d'optimisation multiobjectif dans le domaine de la conception de gammes d'usinage. La méthode proposée est basée sur la coopération d'agents spécialisés (géométrique et technologique) et un algorithme évolutionnaire. (2) présenter une stratégie d'optimisation collaborative multidisciplinaire pour des systèmes multiobjectifs (COSMOS) afin de déterminer l'espace de conception de chaque sous-système qui contient les meilleures solutions au sens du système complet. Cette méthode repose sur l'utilisation conjointe d'une méthode optimisation collaborative et d'un algorithme évolutionnaire.
L'équation de Smoluchowski, est un modèle décrivant simplement la coagulation de particules. Plusieurs algorithmes stochastiques ont été proposés pour résoudre cette équation. Dans ce travail, nous étudions le schéma numérique modifié de type Monte Carlo proposé par Babovsky (1999). Nous proposons une démonstration complète de sa convergence, en donnant pour cela les lemmes et les théorèmes nécessaires.
Dans le cadre d'études de sécurité pyrotechnique, nous cherchons à construire un modèle de comportement pour un explosif de microstructure similaire à celle d'un béton (pour laquelle les inclusions sont fissurées) nous permettant de prédire l'élévation de température sur les microfissures frottantes. Il sera donc question de combiner une approche multi-échelles et la thermodynamique des milieux continus pour déterminer la quantité d'énergie stockée par le frottement de microfissures et ainsi accéder de façon précise à l'énergie dissipée sur les lèvres de ces dernières.
Les nanocomposites à renforts plaquettaires sont des matériaux émergents à fort potentiel. Dans cette étude, nous présentons d'abord brièvement la procédure d'élaboration du nanocomposite étudié (Polypropylene renforcé par des nanoplaquettes d'argiles de Montmorillonite). Les essais de traction uniaxiale réalisés sur ce matériau montrent que le module d'Young du nanocomposite croît significativement avec la fraction de renforts et, ce, pour des taux de renforts très faibles (7% de fraction massique au maximum pour nos essais). Deux modèles d'homogénéisation ont été mis en oeuvre pour prédire l'élasticité macroscopique du nanocomposite. On démontre qu'un schéma de type Ponte Castañeda et Willis (Ponte Castañeda etWillis (1995)) est en mesure de rendre compte des modules mesurés.
L'augmentation croissante des plastiques dans le secteur automobile et le problème du à leur recyclage ont incité la communauté européenne à imposer un recyclage iso-fonction des pièces de semi structures dans l'automobile dans les années à venir. La présente étude concerne les effets du procédé de recyclage sur le comportement mécanique de polypropylènes (PP) choc chargés ou non chargés de particules de talc. Le comportement mécanique des matériaux vierges et des matériaux recyclés a été caractérisé pour différents type de chargement : traction, flexion, fluage et relaxation. Les évolutions des caractéristiques d'élasticité, de plasticité et de rupture ont été identifiées. Des comparaisons entre les différents modes de chargements ont permis de mettre en avant certaines similitudes notamment concernant le module d'élasticité en flexion et en traction. De même, les différents essais de fluage permettent de montrer l'effet complexe du procédé de recyclage sur les capacités de relaxation des matériaux étudiés.
Nous utilisons les modes globaux bi-dimensionnels comme base de projection pour étudier la dynamique et en tant que modèle réduit pour contrôler un prototype de couche limite décollée. Une zone de recirculation est induite dans une couche limite par la présence d'une cavité. Une étude de croissance transitoire optimale montre que la famille de modes globaux fortement non-normaux est capable de représenter la croissance convective d'une perturbation initiale localisée. De plus, un modèle réduit de l'écoulement construit en projetant les équations de Navier-Stokes sur ces modes globaux permet de décrire correctement la dynamique. Nous utilisons ce modèle linéaire dans une procédure de contrôle optimal en boucle fermée, avec une sonde et un actionneur, et montrons que l'écoulement peut être stabilisé.
Afin de tenter de rendre compte correctement de l'effet -expérimentalement observé- d'une pré-charge de la phase austénitique sur la plasticité induite par transformation diffusionnelle dans un acier, nous avons développé 3 modélisations basées sur l'approche par EF, se différenciant essentiellement par la cinétique de germination imposée dans ces modélisations. Ce travail propose tout d'abord une analyse de l'effet de pré-charge de la phase parente sur la plasticité de transformation dans le cas d'un domaine d'étude réduit à une cellule contenant un germe en son centre. Puis est présentée la nouvelle approche où des germes apparaissent aléatoirement dans l'espace et dans le temps selon une loi de distribution donnée. Cette approche, outre le fait qu'elle est basée sur une cinétique de transformation cohérente par rapport à la métallurgie, a pour but de fournir des résultats sensibles aux paramètres contrôlant la germination.
Une extension d'un modèle numérique pour la simulation à la microéchelle de la combustion en milieu poreux (Debenest et al., 2005a) est présentée. L'enrichissement porte sur le modèle chimique, qui fait notamment intervenir quatre espèces réactives (C, O2, CO et CO2), et quatre réactions dont trois à la surface des grains et une homogène en phase gazeuse. Un premier ensemble de résultats est discuté qui met en évidence différents régimes possibles.
Deux modèles micromécaniques de comportement élastoplastique, développés en adoptant une formulation en transformations finies et couplés à une technique de transition d'échelle autocohérente, sont utilisés pour étudier l'évolution des surfaces de charge d'un acier ferritique polycristallin lors de changements de trajets de déformation. L'importance de l'impact de la microstructure intragranulaire sur l'anisotropie du comportement lors de trajets complexes est montrée par l'intégration de la modélisation de la microstructure intragranulaire dans l'un de ces modèles.
Une formulation compacte d'ordre quatre est développée pour la résolution des équations de Navier Stokes 2D. Le schéma utilisé est d'ordre quatre en espace et d'ordre deux en temps. La méthode numérique, qui permet d'obtenir aussi bien les solutions linéarisées ou non en régime stationnaire ou instationnaire, est testée sur le problème de la cavité rectangulaire pour différents nombres de Reynolds allant jusqu'à Re=20000. La méthode est ensuite appliquée au problème d'écoulement sur plaque plane pour un nombre de Reynolds de 1000. Les résultats numériques sont en très bon accord avec les solutions analytiques et celles issues de la littérature.
Cet article présente une méthode basée sur des grandeurs quadratiques moyennées temporellement et spatialement, afin de décrire les tranferts énergétiques dans les barres quand l'augmentation de la fréquence rend prohibitive l'utilisation d'une formulation classique en déplacemment. Dans le cas particulier d'un amortissement faible, cette méthode est similaire à l'approche VCA (Vibrational Conductivity Approach). L'aspect novateur réside dans l'écriture de conditions limites pour les parties actives et réactives de l'intensité de structure, à partir d'une description des différentes jonctions par des impédances.
L'influence du contrôle des structures tourbillonnaires longitudinales qui prennent naissance au niveau des montants de baie d'une géométrie simplifie de véhicule automobile est analysée à partir d'une approche numérique tridimensionnelle instationnaire. Le contrôle s'effectue à l'aide de techniques de soufflage et d'aspiration au niveau de l'arête latérale du pare-brise et l'analyse est réalisée à partir des champs de pression pariétale relevés au voisinage de la structure tourbillonnaire longitudinale de montant de baie. Les résultats montrent que le soufflage provoque l'éclatement tourbillonnaire et augmente de manière significative les fluctuations de pression statique au niveau de la partie latérale de la géométrie. Le contrôle par aspiration permet de supprimer la structure tourbillonnaire par recollement et diminue l'intensité des variations de pression. Le travail présenté ici permet enfin d'identifier des préconisations pour réduire la traînée et le bruit d'origine aérodynamique associés aux tourbillons longitudinaux de montants de baie.
Les décisions prises très tôt au cours du cycle de conception génèrent la majeure partie des coûts et influent sur les délais. L'utilisation de modèles de représentation permet aux experts métiers d'échanger les données pertinentes du projet mais, pour les responsables des projets, il n'est pas aisé de décider à partir de ces données très variées et souvent hétérogènes. La mise en place d'indicateurs a pour objectif d'aider les décideurs dans leurs choix. La particularité des indicateurs ici proposés, est de prendre en compte des aspects qui ne sont pas seulement techniques (liés au produit). Les aspects processus et organisation sont considérés afin de prendre le projet dans toute sa complexité. L'utilisation de tels indicateurs permet au final d'obtenir un produit respectant l'expression du besoin et assurant la pérennité de l'entreprise.
Le micromélange est mesuré expérimentalement dans un écoulement quasi-homogène et isotrope, sans écoulement moyen, à grand nombre de Schmidt et avec un nombre de Reynolds basé sur l'échelle de Taylor variant de 10 à 65. Cette turbulence est générée par deux grilles oscillant dans le plan vertical. La mesure du micromélange est effectuée par une « sonde chimique », sur le principe de deux réactions concurrentes qui consomment l'acide injecté localement au centre des grilles : le dosage des coproduits permet d'accéder à une mesure qualitative du micromélange. Deux modèles phénoménologiques 0D de micromélange sont testés pour des paramètres en concentration constante. Le modèle IEM ne peut fonctionner dans ce cas du fait d'une concentration d'acide trop forte. Le modèle d'engouffrement est validé à partir d'un nombre de Reynolds basé sur l'échelle de Taylor autour de 30.
Une méthode de détection de défauts en présence de non linéarités est proposée. Celle-ci est basée sur le principe de recalage de modèle éléments finis dans le domaine temporel. Une formulation mathématique est proposée dans le cas de systèmes à un degré de liberté ainsi qu'une autre fonction pour le cas de plusieurs degrés de liberté présentant des non linéarités d'amortissement et/ou de raideur localisées. La technique de minimisation et d'optimisation utilisée permet de détecter, localiser et quantifier les défauts de raideur et de masse ainsi que le type et la forme de non linéarités. Les essais de simulation numérique ont permis de mettre en évidence la qualité de cette technique et l'efficacité des formulations mathématiques proposées dans la détection de défauts et de non linéarités localisées.
Des simulations numériques directes d'écoulement turbulent en canal plan soumis à un forçage électromagnétique transverse oscillant permettent de mieux comprendre les mécanismes de réduction de traînée. L'écoulement pariétal transverse généré par ce forçage rabat contre la paroi les replis des nappes de vorticité. Par ce fait, les fluctuations de la composante normale de la vorticité sont réorientées suivant la direction transverse. Le cycle de régénération de la turbulence est alors perturbé par la diminution de la production de fluctuations de vorticité longitudinale entraînant une diminution de l'intensité des éjections et balayages.
On présente une méthode de décomposition de domaine avec recouvrement pour la résolution de problèmes d'évolution non linéaire. La décomposition de domaine est introduite via une partition de l'unité appliquée à l'énergie, les conditions de couplage sont imposées par un Lagrangien augmenté sur l'espace de Sobolev $\mathrm{H}^{1}$. Le problème non linéaire décomposé est alors condensé sur le recouvrement en introduisant un opérateur d'interface (analogue à l'opérateur de Stecklov Poincaré des méthodes sans recouvrement). Le problème d'interface ainsi obtenu est résolu par un algorithme de Newton-Raphson. Des premiers résultats 1D sont présentés, des problèmes plus évolués seront exposés au congrès.
Dans cette communication nous nous intéressons à démontrer la faisabilité d'une démarche copiage rapide de forme vis-à-vis d'une approche classique de reproduction de forme s'appuyant sur une démarche de Reverse Engineering. Nous montrons au travers d'une analyse des formes réelles et par simulation que le copiage direct est plus performant en termes de fidélité à la forme dans le cadre de l'usinage à 3 axes. De même, le copiage rapide forme permettant de s'affranchir de l'étape de reconstruction il est également beaucoup plus rapide et simple à mettre en oeuvre.
Le travail présenté ici porte sur le développement d'une nouvelle loi de comportement mécanique élasto-viscoplastique. Cette dernière est développée dans le but de dimensionner à la fatigue thermomécanique des structures de l'industrie automobile travaillant à hautes températures en décrivant au mieux la viscosité sur une large gamme de sollicitation. Ce nouveau modèle a été implémenté dans le code Abaqus en se basant sur l'algorithme du retour radial. Des simulations thermomécaniques ont été ensuite réalisées sur des collecteurs d'échappement et ont permis de prédire la tenue dimensionnelle ainsi que les zones à risque du point de vue fissuration.
Les entreprises manufacturières sont engagées dans des stratégies d'amélioration de leur système de production. Pour atteindre ce but, il existe de nombreuses méthodes de conception. Dans ce domaine de recherche, un problème clé consiste à formaliser les connaissances manipulées lors du processus de conception. La proposition d'un modèle de connaissances holoniques permet de s'affranchir des problèmes d'interopérabilité entre les différentes méthodes de conception.
Cette étude présente une méthodologie simple et efficace sur la modélisation multi-échelle des structures sandwich pour des applications nécessitant la dissipation d'énergie (vibratoire, acoustique...). Il est considéré ici le cas d'un sandwich Verre/PVB/Verre dont la couche viscoélastique, le polyvinyl de butyral (PVB), contient des micro-inclusions. Le comportement en statique du sandwich, ainsi que l'influence de la microstructure du PVB sur les propriétés modales du sandwich y sont recherchés en utilisant des modèles micromécaniques, éléments finis et analytiques.
Dans ce travail, nous présentons les premiers résultats de simulations numériques du test de rayure sur matériaux massifs. Nous avons supposé des lois de comportement de type G'Sell – Jonas, identifiées expérimentalement par indentation pour deux matériaux polymères PMMA et CR39. Nous avons modélisé la rayure générée par un indenteur sphérique de rayon R pour différents rapports a/R (avec a, le rayon de contact), pour un facteur de frottement adhésif local supposé constant µloc = 0.3. Pour un rapport a/R = 0.3, nous avons étudié l'influence du frottement adhésif local avec µloc compris entre 0 et 0.4. Les résultats obtenus par analyse numérique confirment en grande partie les observations expérimentales obtenues à l'aide de la machine de micro-rayage. Nous montrons un couplage fort entre déformation plastique sous l'indenteur, frottement, et morphologies du contact. Il est possible d'estimer en fonction des conditions de rayage, une déformation plastique moyenne représentative de la nature du contact. Cette déformation est utilisée pour analyser les essais expérimentaux.
On étudie par simulation des grandes échelles l'écoulement autour d'un modèle de véhicule, le corps d'Ahmed (Ahmed & al (1984)), pour un nombre de Reynolds Re=768000 et une inclinaison de la lunette arrière de 25°. L'écoulement qui se développe est pleinement turbulent, fortement instationnaire et avec des zones de recirculation. La méthode numérique utilise une approximation multi-domaine spectrale Chebyshev-Fourier associée à une technique de viscosité spectrale évanescente. Le corps est modélisé par une technique de « pseudo-pénalisation » et une attention toute particulière est apportée au traitement de proche paroi. La structure de l'écoulement est retrouvée avec une zone de recirculation partielle sur la lunette accompagnée de forts tourbillons contra-rotatifs. Les champs moyens de vitesse et les statistiques de la turbulence mettent en évidence un très bon accord avec les résultats expérimentaux (H. Lienhart & al. (2000)).
Un modèle numérique 3D utilisant la méthode des éléments discrets a été développé pour prédire la profondeur de pénétration d'un missile impactant une dalle en béton armé. Le modèle a été calibré sur un essai d'impact de référence impliquant un missile à nez plat. Une fois le modèle calibré, des simulations numériques ont été réalisés en faisant varier seulement la forme du nez du missile. Les résultats numériques sont comparés avec les résultats expérimentaux réalisés par CEA-EDF et la loi de prédiction de Li. La bonne prédiction de la profondeur de pénétration par le modèle numérique est confirmée par les observations issues des essais expérimentaux.
Dans ce travail on présente un écoulement réactif derrière un choc fort détaché en tenant compte des phénomènes physico-chimiques comme la vibration, la dissociation des molécules et l'ionisation des atomes formées. L'écoulement après le choc est en déséquilibre et les paramètres s'évoluent en fonction du temps dans une zone de relaxation jusqu ‘à atteindre l'état d'équilibre. On s'intéresse en particulier à l'effet de la température sur l'ionisation des atomes et des molécules. La simulation numérique des écoulements régis par les équations d'Euler complétées par les équations de la cinétique chimique modélisant le phénomène de dissociation et d'ionisation est basée sur la technique des différences finies. Le milieu est supposé continu.
Un modèle de faible dimension est développé sur la base du système Navier-Stokes compressible dans la perspective de couplages forts, notamment en intéraction fluide/structure. La méthodologie POD-Galerkin consiste à projeter le modèle physique complexe sur un sous-espace constitué par une base réduite optimale au sens de la conservation de l'information statistique. Cela conduit à une diminution considérable du nombre de degrés de liberté, tout en conservant les dynamiques prédominantes de l'écoulement. Après modification de la formulation du système initial et choix d'un produit scalaire consistant, le modèle réduit obtenu est un système d'équations différentielles ordinaires polynômial quadratique. Les capacités prédictives à court-terme de l'approche de dimension réduite sont évaluées par comparaison avec des résultats issus de la simulation Navier-Stokes 2D d'un écoulement transsonique autour d'une aile NACA0012, à incidence nulle. Cette configuration est caractérisée par une instationnarité complexe gouvernée par des effets de compressibilité.
Cette étude traite de la modélisation du comportement à rupture de composites stratifiés constitués de plis tissés déséquilibrés verre/epoxy sous chargements statique et de fatigue. Des essais de traction monotone puis cycliques sur des éprouvettes plates ont permis de décrire le comportement du matériau à l'échelle du pli. Les plis tissés déséquilibrés ont un comportement élasto-endommageable dans les directions chaîne et trame, et élasto-plastique endommageable en cisaillement. Deux types de ruptures peuvent être distinguées: (i) Une rupture fragile qui correspond à une déformation maximale des fibres; (ii) une rupture par instabilité de la structure due à l'endommagement. Le modèle, basé sur un endommagement cumulé, permet de décrire l'évolution de l'endommagement sous chargements statique et de fatigue. L'évolution de l'endommagement statique dépend du maximum du chargement et prend en compte les couplages entre traction et cisaillement. L'évolution de l'endommagement de fatigue dépend du maximum du chargement mais également de l'amplitude du chargement. Le domaine de validité de ce modèle se limite à la rupture du premier pli et ne décrit pas le délaminage.
L'interaction entre une couche limite laminaire et une cavité ouverte est étudiée expérimentalement pour des nombres de Reynolds compris entre 860 et 32300. Des visualisations de l'écoulement sont réalisées dans différents plans d'observation afin de comprendre l'évolution spatiale des structures dynamiques. L'étude est effectuée en changeant la longueur et la hauteur de la cavité ainsi que la vitesse de l'écoulement afin de modifier la nature des structures présentes à l'intérieur de la cavité. L'objectif est d'appréhender l'évolution tridimensionnelle de l'écoulement. On montre que les structures dynamiques de la cavité ne sont pas dues à l'évolution des instabilités secondaires de la couche de cisaillement. Des tourbillons de type Görtler apparaissent dans la cavité pour certains paramètres et on analyse leurs propriétés. Le diagramme d'existence de ces instabilités est également établi.
Les îlots français de Europa, Juan-de-Nova et Grande-Glorieuse, isolés dans le Canal du Mozambique (océan Indien), sont restés relativement préservés de l’anthropisation au cours de leur histoire. Classés réserves naturelles intégrales, ils ne sont aujourd’hui habités en permanence que par un détachement militaire et accueillent occasionnellement des personnels techniques et scientifiques. Des questions d’ordre sanitaire et environnemental ont amené à l’étude de la faune culicidienne présente. Les auteurs proposent une synthèse des connaissances sur les Culicidés de ces îlots, inventorient de nouvelles espèces et discutent du rôle de l’homme dans leur importation et les conséquences sanitaires de leur adaptation au milieu.

The islets of Europa, Juan-de-Nova and Grande-Glorieuse are French territories isolated in the Mozambique Channel (Indian Ocean) which have remained relatively preserved from anthropization all along their history These three islets have been classified entire nature reserves from 1975 and are today inhabited only by a permanent military detachment of about fifteen men even if they occasionally greet technical and scientific staff. Sanitary and environmental issues brought about assessment of the present culicid fauna. The authors propose a synthesis of the culicid knowledge from the islets and make an inventory of new species. The role played by humans in importation of culicids is discussed as well as sanitary consequences of their adaptation to environment
La détermination des contraintes et déformations résiduelles induites par le soudage ou le trempe des aciers joue un rôle très important pour la prédiction de durée de vie des structures. Le travail présenté dans cet article décrit une loi de comportement anisotherme permettant de modéliser le problème couplé thermo-mécanique et métallurgique des aciers. Dans le modèle proposé, le comportement thermo-mécanique de chaque phase est traité indépendamment et le comportement macroscopique du matériau s'obtient en utilisant l'hypothèse de contrainte homogène (Reuss). Le modèle a été implanté dans le code COMSOL Multiphysics. Nous avons constaté une bonne concordance entre nos résultats de calcul et les résultats expérimentaux issus de littérature, de plus nous avons montré l'influence de la viscosité sur le niveau des contraintes résiduelles induites par les procédés de soudage ou de trempe des aciers.
Le besoin de simuler la production et de développer des modèles tridimensionnels des pièces avec incertitudes croît fortement dans la logique actuelle d'intégration de l'ensemble du cycle de vie des produits dès la conception. Parallèlement il est de plus en plus crucial de tolérancer précisément les produits à chaque étape du cycle de vie. Ce papier propose un modèle tridimensionnel des pièces avec défauts baptisé MMP (Model of Manufactured Part) autorisant la simulation 3D d'un process de fabrication et l'analyse du respect de spécifications fonctionnelles. Préalablement, la problématique du tolérancement est posée avec le concept de transfert et les méthodes unidirectionnelles éprouvées sont rappelées.
Ce travail est une contribution à l'étude de l'anisotropie initiale et induite par des grandes transformations plastiques d'un polycristal. Nous commençons par rappeler les équations constitutives utilisés. Le comportement macroscopique du polycristal est déterminé en utilisant la technique d'homogénéisation périodique. Ensuite nous définissons une méthodologie qui permet de tenir compte de la fraction volumique et de la répartition spatiale des grains. Puis nous sollicitons le polycristal en traction dans plusieurs directions pour détecter l'influence des différents paramètres (fraction volumique et répartition spatiale des grains) sur l'évolution de l'anisotropie initiale. Cette anisotropie sera étudiée en utilisant quelques indicateurs tels que les figures de pôles et le coefficient de Lankford. Après décharge élastique et recharge plastique, nous présenterons les résultats de la même étude afin de cerner l'influence des mêmes paramètres sur l'anisotropie plastique induite.
La microdiffraction Kossel est un outil d'analyse locale qui opère directement dans le Microscope Electronique à Balayage (MEB) : contrairement à l'Electron Back-Scattered Diffraction (EBSD), elle peut être utilisée pour déterminer à la fois l'orientation cristallographique des grains et les contraintes et déformations inter- et intragranulaires à l'échelle du micron (sonde de 1 µm3). Les clichés de lignes de Kossel sont obtenus avec une caméra CCD et indexés grâce à un programme de simulation que nous avons nous-mêmes développé : l'orientation identifiée est ensuite comparée à celle déterminée par EBSD. Des essais de traction in-situ réalisés dans le MEB avec une petite machine de traction/compression sont finalement présentés : l'objectif est de montrer la sensibilité à la contrainte de cette technique de diffraction (une déformation du réseau correspond à un déplacement des lignes de Kossel) et de profiter de l'environnement du MEB pour associer un état de contrainte à un évènement microstructural (lignes de glissement, décohésion de particule, initiation de fissure).
Les câbles de précontrainte, très utilisés dans les ouvrages de génie civil, sont généralement constitués d'assemblages de plusieurs brins hélicoïdaux enroulés autour d'un brin central droit. Leur auscultation par méthodes non destructives ultrasonores constitue une voie prometteuse pour détecter la présence de dégradations mais leur utilisation est compliquée par l'absence de modèles adéquats. L'objectif de ce papier est de résoudre une première difficulté en proposant une méthode d'éléments finis pour l'investigation des modes se propageant dans un brin hélicoïdal simple. La méthode est basée sur la théorie des ondes dans les structures périodiques. Une étude de convergence est d'abord réalisée en comparant les solutions numériques obtenues pour un cylindre infini isotrope avec celles analytiques de Pochhammer-Chree. Le cas du brin hélicoïdal est ensuite abordé et les courbes de dispersion calculées. Les résultats numériques sont validés en basse fréquence par comparaison avec un modèle de poutre de Timoshenko hélicoïdale.
Ce travail propose une approche multi-domaine pour modéliser l'écoulement d'un fluide complexe (un fluide de Bingham). Une attention plus particulière est portée à l'interface liquide-air et à l'orientation des fibres. Les applications concernent l'ajout de tiges de métal au béton liquide afin d'améliorer les propriétés mécaniques des poutrelles. La principale différence par rapport aux procédés classiques d'injection de polymères chargés est la prise en compte de la gravité et des effets d'inertie ainsi que la taille de l'interface liquide-air. Le champ de vitesse est calculé par une méthode classique éléments finis tandis que l'évolution du tenseur orientation est résolue par une méthode espace temps Galerkin discontinue. Une méthode spécifique a été développée pour calculer correctement le déplacement de l'interface. Pour cela, on propose une nouvelle formulation de la méthode "Level Set" qui régularise automatiquement le gradient de la fonction distance autour de l'interface.
Dans cet article, la méthode des éléments finis étendue (X-FEM) est utilisée pour décrire le comportement vibratoire des plaques présentant une discontinuité à différentes positions. La théorie utilisée est celle de Mindlin, où les effets de l'inertie de rotation et des déformations en cisaillement transverse sont pris en considération. Deux types d'éléments sont testés dans la discrétisation par éléments finis à savoir, élément quadratique à 4 nœuds et élément quadratique à 9 nœuds. La technique d'itération en sous espace est ensuite utilisée pour la résolution du problème aux valeurs propres. Différentes applications sont considérées, à savoir : cas des plaques avec fissure centrale et plaques avec fissure au bord. Les résultats obtenus en termes de fréquences propres et en fonction de la longueur de la fissure sont satisfaisants comparativement à ceux disponibles dans la littérature