nglaura/hal-summarization huggingface dataset:
Ces dernières années, la recherche dans le domaine des microsystèmes montre un intérêt particulier pour le domaine de la récupération d'énergie. Cette étude s'inscrit dans le cadre d'un projet qui a pour objectif la conception d'un microconvertisseur d'énergie mécanique vibratoire en énergie électrique par l'intermédiaire de matériaux piézoélectriques massifs. Les chocs mécaniques sont utilisés pour exciter la haute fréquence de résonance de ce MEMS à partir d'une source d'énergie à plus basse fréquence. Cette communication se concentre sur l'influence des caractéristiques du choc sur la réponse dynamique du microconvertisseur. Les réponses primaires, secondaires et maximales du MEMS ainsi que les spectres de chacune des énergies cinétique et potentielle sont calculés à partir d'une modélisation par un système discret à un degré de liberté. Ces simulations révèlent une forte influence du ratio entre la durée du choc et la période caractéristique du microsystème sur l'énergie transférée. Finalement, l'influence du couplage piézoélectrique est également introduite dans le modèle étudié.
La lubrification hydrodynamique joue un rôle vital et fondamental dans la dynamique du piston. Le film d'huile séparant les parois du piston et du cylindre permet d'amortir l'impact du piston contre la paroi du cylindre, de réduire les frottements donc l'usure et l'oxydation des parois ,il réduit aussi le bruit moteur responsable de phénomènes néfastes qui influent négativement sur la performance de celui-ci. Une étude expérimentale de mesure de l'épaisseur du film lubrifiant au cours du fonctionnement d'un moteur thermique est proposée. Des mesureurs placés radialement et axialement en des points convenablement choisis permettent de déterminer le profil du film d'huile.
Nous étudions l'effet de l'ajout de carboxyméthylcellulose de sodium (CMC) et de chlorure de potassium (KCl) sur le comportement rhéologique d'une suspension de bentonite de Maghnia (Algérie). Des tests rhéologiques ont mis en évidence l'influence du polymère et du KCl sur son comportement en écoulement. Les tests rhéologiques réalisés sur la suspension de bentonite ont révélés un comportement rhéoépaissisant à seuil de type Herschel-Bulkley. Ainsi, Il a été montré que le comportement rhéologique de la solution de CMC domine le comportement des mélanges argile-polymère. L'ajout de KCl provoque une augmentation de la viscosité et de la contrainte seuil expliquée par l'agrégation des particules argileuses due à la compression de la double couche électrique.
La prise en compte et l'optimisation de la forme et de la position de détails structuraux sont des étapes importantes dans le dimensionnement, entraînant très souvent des temps de calcul prohibitifs. Faire appel à une méthode d'optimisation multi-niveaux de modèles permet de réduire ces temps de calcul. La stratégie présentée ici s'appuie sur trois points fondamentaux. Le premier permet de décrire la géométrie du détail à optimiser indépendamment du maillage. Il combine une méthode d'enrichissement locale (X-FEM) et l'utilisation de fonctions Level-Set pour décrire facilement le détail. Le deuxième utilise une technique de résolution micro-macro. Elle est basée sur une méthode de décomposition de domaine mixte et une stratégie de résolution multi- échelle. Enfin, le troisième est une technique de multirésolution qui permet de réduire les coûts de calcul lorsque l'on traite un problème où certains paramètres peuvent varier.
Les câbles métalliques des ouvrages d'art sont soumis à deux principales causes de dégradations (la fatigue et la corrosion) qui sont particulièrement néfastes au niveau des zones de contacts. Cette étude sur le comportement des fils d'acier tréfilés d'un câble déjà corrodé à la fatigue de contact comporte un volet expérimental et un volet numérique. Les essais expérimentaux réalisés grâce à un dispositif d'essai particulier montrent que la corrosion a tendance à réduire la durée de vie d'un fil. Ce dispositif d'essais est à la base des modélisations numériques qui représentent le contact entre deux fils sains dans lequel la corrosion a été introduite sous forme d'un troisième corps. Des calculs à la fatigue ont été réalisés à partir des modèles sans corrosion isotropes avec ou sans frottement et du modèle anisotrope, ce dernier permet d'obtenir des résultats numériques qui semblent en accord avec l'expérimental.
Dans la plupart des simulations en dynamique ferroviaire, le profil de rail est supposé constant le long de la voie. Cette hypothèse ne peut plus être retenue si l'on considère des appareils de voie. Les cœurs à pointes mobiles sont des composants d'appareils de voie conçus pour éviter le franchissement d'une lacune (présente dans les appareils classiques) permettant ainsi un roulement le plus continu possible, recherché dans le cas des grandes vitesses. L'objet des simulations est le calcul des contraintes à l'interface roue-rail lors du franchissement d'une pointe mobile par un TGV. Le problème du contact roue-rail est résolu par la méthode dite "semi-Hertzienne" qui autorise des formes d'empreintes plus réalistes que les ellipses de Hertz. Le principe de la méthode est brièvement présenté. Le cas traité permet de montrer l'avantage de la méthode lorsque l'on s'intéresse aux contraintes de contact.
Une smectite est un phillosilicate 2/1 composé de feuillets chargés négativement susceptibles de s'associer en particules puis en un réseau tridimensionnel. Notre objectif est de comprendre l'influence des cations échangeables (Ca2+ et Na+) situés en position interfoliaire sur la structuration des suspensions. Des essais d'écoulement révèlent une évolution du comportement rhéologique allant de newtonien à rhéofluidifiant à seuil en fonction de la concentration et du cation saturant. Les suspensions sodiques forment des mélanges plus interactifs que les suspensions calciques, son influence est détectable dès 20 % de part de sodium dans les suspensions bi-ioniques. Les courbes d'écoulement sont analysées avec le modèle d'Herschel-Bulkley ce qui permet de rendre compte des différences de comportement, mais n'intègre pas le caractère thixotrope des suspensions. L'augmentation de la fraction sodique des suspensions bi-ioniques permet la formation d'un gel aux propriétés viscoélastiques caractérisées à l'aide d'essais de fluage et d'oscillation.
Ce travail est une première approche de la mesure de viscosité de films de polymères ultraminces (sub-100 nm). Différentes hypothèses usuelles de rhéologie macroscopique sont confrontées aux résultats expérimentaux obtenus dans le cadre de la lithographie par nanoimpression. Une loi originale de dépendance de la viscosité avec l'épaisseur d'un film de polymère confiné est proposée.
Les vitesses lagrangiennes d'un fluide turbulent peuvent être modélisées par les équations de S.B. Pope qui sont du type McKean-Vlasov à champ moyen. Pour filtrer des mesures de vitesses, nous avons développé un algorithme d'estimation particulaire de type génétique avec une étape de transition utilisant des calculs faits sur le paquet de particules pour estimer les grandeurs eulériennes. Conditionnant le noyau d'évolution markovien aux observations, nous obtenons les fermetures du modèle qui permettent de débruiter les mesures de vitesses d'un fluide turbulent. On présente alors deux applications de la méthode en utilisant des mesures 1D d'abord simulées et bruitées artificiellement, puis avec des données réelles en dimension 3 et un modèle de turbulence stratifiée. La technique permet alors d'obtenir l'estimation haute cadence de quantités caractérisant la turbulence.
Pour refroidir les gaz de combustion et les parois des moteurs aéronautiques et prolonger la durée de vie des éléments soumis aux fortes contraintes thermiques, la multiperforation, qui consiste en une injection de gaz froids au travers d'une multitude d'orifices de petit diamètre, est une technique particulièrement performante. Une étude numérique est ici réalisée pour valider la géométrie d'un banc d'essai dédié à l'étude à grande échelle des parois multipercées. Les résultats montrent que l'on a une bonne représentation de l'écoulement présent au sein d'une chambre de combustion. On constate que les premières rangées de jets provoquent une zone d'interaction très forte. Puis, après quelques rangées, un film inhomogène se forme en paroi. On décèle une zone où l'évolution du film rangée après rangée est faible.
L'objectif de ce travail est la génération de conditions aux limites amont pour les simulations d'écoulements turbulents compressibles instationnaires. La méthode repose sur une reconstruction des grandeurs fluctuantes résultant d'une décomposition aux valeurs propres (POD) d'un écoulement de référence. Les structures cohérentes ainsi générees en entrée du domaine permettent de minimiser la longueur caractéristique d'établissement de la turbulence. Dans cette étude, l'écoulement considéré est un canal plan turbulent bi-périodique. Cette configuration nous autorise à travailler dans l'espace spectral et permet ainsi de réduire le volume de données liées à la construction des générateurs. Nous présentons une étude de sensibilité entre plusieurs variantes de générateurs reposant sur la POD ainsi que la sensibilité de l'un d'entre eux à la variabilité des conditions d'écoulement (nombre de Mach). Les résultats sont en très bon accord avec l'écoulement de référence.
Nous présentons ici l'étude d'une suspension de laponite, argile de synthèse transparente, en écoulement entre deux disques coaxiaux. Nous proposons tout d'abord une méthode de détermination des paramètres d'un modèle de thixotropie que nous décrivons en détail. La validation de cette loi s'effectue sur des mesures locales par PIV de profils de vitesse tangentielle au sein de l'entrefer. Nous mettons en évidence un écoulement inhomogène : il existe, en effet, un cône central tournant en bloc, dont la taille dépend de la vitesse de rotation imposée, cohabitant avec une zone où la suspension s'écoule. En fait, le matériau est cisaillé entre ce cône central et le disque fixe. Les simulations numériques dans la même configuration d'écoulement permettent de retrouver cette hétérogénéité de comportement d'un point de vue qualitatif. Néanmoins, des problèmes persistent d'un point de vue quantitatif.
Les solutions de polymère de grande masse molaire sont souvent employées comme fluide modèle pour l'étude expérimentale des instabilités viscoélastiques. Nous rapportons le comportement de l'écoulement viscoélastique de Couette-Taylor de solutions semi-diluée ou diluées de polyoxyéthylène (8 10^6 g/mol) dans, respectivement, soit un solvant de viscosité comparable à l'eau, soit un solvant {eau+ polyéthylèneglycol} environ quarante fois plus visqueux que l'eau. La solution semi-diluée est rhéofluidifiante, tandis que les solutions diluées présentent une rhéofluidification négligeable, se rapprochent du cas des fluides de Boger. Le mode critique d'instabilité est soit constitué d'un régime inertio-élastique de spirales contrapropagatives, soit, pour la plus élevée des concentrations diluée étudiée, un régime de domaines désordonnés, relevant d'un comportement élastique. A partir de visualisations par nappe laser nous établissons des diagrammes spatio-temporels qui sont étudiés par traitement du signal. Nous discutons nos résultats par rapport aux travaux antérieurs.
Les progrès de la miniaturisation en micromécanique permettent aujourd'hui de produire des microsystèmes offrant des perspectives d'injection intradermique de médicaments sans douleur. Nos travaux portent sur l'élaboration de matrices de microaiguilles. La méthode de fabrication utilisée est issue des microtechnologies : les matrices de microaiguilles sont élaborées par étapes successives de gravure sèche et humide. En premier lieu, nous présentons leur tenue mécanique lors de la pénétration par résolution analytique. Puis, après fabrication des matrices de microaiguilles, nous avons réalisé des tests de pénétration sur un fantôme de peau afin d'évaluer leur mode de pénétration. Sous différentes charges, les essais présentent des phénomènes de bord que nous avons reproduits numériquement. Enfin, nous proposons une géométrie qui minimise ces effets.
De nombreux procédés industriels font appel à des opérations de mélangeage en fluide non newtonien et leur efficacité est conditionnée par l'hydrodynamique se développant dans le système d'agitation utilisé. Ce travail propose une étude expérimentale par vélocimétrie par image de particule (PIV) d'un système cuve cylindrique-agitateur ancre dans le cas de fluides viscoplastiques et en régime laminaire. L'hydrodynamique est explorée dans un plan médian horizontal de la cuve. L'étude a été réalisée en fluide newtonien (solution de glucose) et en fluide viscoplastique avec des solutions de Carbopol. L'effet de glissement observé avec une paroi lisse est annulé par l'emploi d'un revêtement rugueux sur la cuve. Les mesures de vitesses sont présentées et des différences très significatives sont mises en évidence entre fluide newtonien et fluide viscoplastique. On compare ces résultats avec des résultats numériques obtenus en fluide de Herschel-Bulkley sur la même géométrie.
Nous présentons les résultats de simulations Navier-Stokes/VOF (code AQUILON – TREFLE) de l'écoulement air/eau d'un jet de rive, qui est l'écoulement final généré par une vague déferlante lorsqu'elle arrive sur le haut d'une plage. La partie amont du jet de rive est d'abord validée par la simulation de la propagation d'un ressaut hydraulique sur fond plat. Nous étudions ensuite la transformation d'un ressaut en jet de rive sur une plage inclinée. Les résultats en termes de profils de surface libre et de vitesse de propagation du mascaret et de la nappe de swash, comparés aux mesures par Yeh et al. (1989), montrent une bonne correspondance.
L'étude de l'effet des propriétés mécaniques d'un revêtement sous une sollicitation de fretting-fatigue est effectuée. Un maillage du contact entre un cylindre et un plan est utilisé et deux types de revêtement à comportement élastique sont appliqués sur la surface du plan. Les résultats du calcul et l'utilisation du critère de fatigue de Dang Van permettent de mettre en évidence un effet bénéfique d'un revêtement de rigidité inférieure au substrat en diminuant le risque d'amorçage des fissures.
Ce papier présente des simulations numériques de problèmes de contact 3D avec une loi de frottement orthotrope et une loi de glissement non associée. L'algorithme de résolution est basé sur la méthode du bi-potentiel appliquée à un système d'équations non linéaires et non différentiables. Une attention particulière est portée aux chargements cycliques car le taux d'usure est fortement couplé à la dissipation par frottement. Cette première étude semble indiquer une grande influence de l'anisotropie du frottement sur l'usure des pièces.
Dans différentes applications techniques, il est nécessaire de déterminer l'état de surface des matériaux. Différentes méthodes de mesure d'état de surface existent mais il est parfois difficile de comparer différentes structures. Afin de pouvoir réaliser cela, un nouveau capteur, développé dans notre laboratoire, permet de mesurer n'importe quelle surface périodique ou non, ayant des aspérités de hauteurs comprises entre 10 μm à 2 mm. Il s'agit d'une fine lamelle d'acier frottant sur la surface et vibrant selon ses fréquences propres de vibration. Dans cette étude, les paramètres d'état de surface (rugosité, frottement et compressibilité) de différentes surfaces ont été mesurés et comparés aux valeurs des énergies et de fréquences de la lamelle. Il y est montré que cette méthode est capable de lier ces paramètres tribologiques avec les valeurs des énergies et des fréquences. Cependant, la représentation 2D actuelle est parfois insuffisante pour discriminer les classes de surfaces. Le principal résultat de ce travail est une nouvelle représentation 3D incluant la compressibilité des surfaces et capable de discriminer les classes de surfaces.
Nous présentons dans ce travail une étude des transferts de chaleur et de masse entre une surface d'eau d'un barrage et l'atmosphère en Algérie. Nous avons pris trois cas de barrage situés dans des régions différentes : humides, arides, et semi arides. Un des problèmes majeurs, est la détermination des coefficients de transfert de chaleur et de masse. Traditionnellement, le calcul du coefficient de transfert de masse KE s'obtient à partir du calcul du coefficient de transfert de chaleur hc puis on déduit le coefficient de transfert de masse en appliquant des relations bien connues dans la littérature. Nous avons calculé la température à la surface de l'eau, en utilisant une méthode de Dichotomie. Le calcul de cette température nous a permis de calculer et de tracer l'évolution de l'évaporation en fonction du temps et du lieu considéré.
Cette étude présente l'effet d'une cavité rectangulaire très profonde sur l'écoulement turbulent affleurant. Le rapport L/H de notre cavité est de 0.2 (longueur L = 5mm, profondeur H = 25mm). L'analyse traite des caractéristiques temporelle et spatiale de l'écoulement. Des mesures de profils de vitesse par Vélocimétrie Laser Doppler (LDV) montrent que ces profils ainsi que le frottement pariétal et les fluctuations de la vitesse longitudinale sont affectés par la présence de la cavité. Les champs de vitesse autour de la cavité sont obtenus par Vélocimétrie par image de particule (PIV). Ceci a permis de montrer l'absence d'oscillations auto-entretenues dans la couche de cisaillement.
Le présent article est une contribution à l'étude des écoulements des ciments pétroliers allégés par un matériau naturel, la diatomée. Il concerne l'élaboration et la caractérisation des formulations de ciments allégés en présence de NaCl. Nous avons également caractérisé nos matériaux durcis obtenus en terme de caractéristiques structurales et morphologiques par différentes techniques. De même que certaines caractéristiques physico-mécaniques ont été déterminées à savoir la résistance mécanique, l'expansion et le temps de prise. Mots-clefs : Ciment pétrolier ; terre diatomée ; rhéologie.
Le bruit de frottement, entre deux surfaces rugueuses et sèches, est un phénomène complexe dépendant de plusieurs paramètres dont la rugosité de surface, la vitesse de glissement, le chargement normal, la géométrie du contact et la nature des matériaux frottés. Ce type du bruit est dû principalement aux vibrations verticales engendrées par les impacts inter-aspérités au niveau de la partie superficielle de deux solides frottés. Dans ce papier, nous nous intéressons au bruit de rugosité lors d'un contact plan/plan. Nous décrivons sa phénoménologie et nous proposons les lois empiriques reliant ce bruit à la rugosité de surface et la vitesse de glissement.
La détermination des grandeurs rhéologiques d'un fluide non-Newtonien est fondamentale pour la réussite des études sur les écoulements de ce type de fluide. Dans ce travail, un modèle permettant de représenter correctement le comportement visqueux d'un matériau modèle non-Newtonien a été déterminé en faisant une étude comparative des différentes lois rhéologiques (Casson, Casson généralisé, Herschel-Bulkley).
La simulation numérique des grandes échelles (LES) est actuellement un outil prometteur pour la prédiction des écoulements turbulents industriels. Or de nombreux points d'interrogation, tant sur le plan pratique que théorique, n'ont pas encore de réponse. L'objet de ce papier est d'examiner les échanges inter-échelles en LES, pour une application en écoulements turbulents complexes. Ces échanges entre différentes échelles résolues sont cruciaux pour la qualité de l'ecoulement simulé. Une des grandeurs caractérisant les échanges entre différentes tailles des tourbillons est le coefficient de di-symétrie des dériveées spatiales de vitesse. Dans cette communication, nous nous intéressons à cette grandeur et à son utilisation dans les modèles de sous-maille, dans le cas d'un écoulement en canal plan, simulé à l'aide d'un code industriel dont la précision de résolution des termes convectifs est d'ordre 4. Pour comparaison, un code spectral est aussi utilisé. Enfin, cette étude académique permet d'appuyer des résultats obtenus en géométrie complexe.
Afin de comprendre les mécanismes d'endommagement lors d'une sollicitation de rayage sur un empilement de couches minces caractérisé par la présence d'une interface faible et en raison de l'importance des propriétés interfaciales, nous avons choisi d'étudier l'influence de deux paramètres principaux : l'adhésion et le frottement. Dans cette étude, plusieurs empilement modèles ayant différentes adhésions et différents coefficients de frottement superficiel ont été développés et testés. La morphologie de rayures observées industriellement a été reproduite au laboratoire grâce à des essais de rayage réalisés avec un tribomètre sphère/plan sur ces empilements modèles. Une caractérisation systématique des rayures a été effectuée à l'aide des techniques suivantes : microscopie optique, MEB, profilomètrie, AFM et XPS. Nous avons ainsi proposé un scénario d'endommagement par rayage des couches minces.
Cet article présente brièvement deux méthodes d'optimisation pour la synthèse de structures flexibles. La première est une méthode heuristique utilisant des blocs flexibles élémentaires, et la seconde est une méthode d'optimisation déterministe, appelée méthode des courbes de niveaux. Nous illustrons ici l'efficacité de chacune des deux techniques, dans le cadre de la conception préliminaire de micro-mécanismes, et nous donnons leurs apports à travers l'exemple d'un inverseur de force. Nous donnons enfin les limites rencontrées pour une stratégie de couplage entre ces deux techniques d'optimisation, ainsi que les perspectives envisagées de développement.
Dans ce travail nous avons essayé de décrire mathématiquement la turbulence stationnaire homogène à partir des équations de Navier-Stokes, en s'affranchissant des hypothèses classiques basées sur l'intuition. En particulier, nous avons utilisé les propriétés de symétrie de l'équation d'Euler. La démarche consistait à associer l'état turbulent stationnaire aux solutions spécifiques auto-similaires périodiques de l'équation d'Euler soumises aux symétries fondamentales de translation, de rotation et d'échelle. Pour un tel champ turbulent, il s'ensuit un résultat significatif : dans le cas homogène, la composition des transformations, liées aux symétries de translation, de rotation et d'échelle, équivaut à passer d'une épaisseur du filtrage de vitesse à une autre, plus grande. Cette propriété de passage « du micro à macro » a été appelée l'invariance de groupe de renormalisation. Elle a permit d'obtenir une forme renormalisée des équations de Navier-Stokes. Ici, la viscosité turbulente apparaît à partir de la viscosité laminaire et non suite aux contraintes de type Reynolds exprimées habituellement en fonction des gradients de vitesse moyens à l'aide de l'hypothèse de Boussinesq.
Les drones haute altitude et longue endurance à énergie solaire peuvent être une solution pour de nombreuses missions. La difficulté dans la réalisation de tels drones est due aux très hautes altitudes visées et à la faible puissance électrique disponible pour alimenter les moteurs. L'optimisation réalisée ici consiste à maximiser la charge utile pour une masse totale fixée. Elle nécessite l'expression des postes de masse constituants le drone. En particulier, la masse de la voilure est minimisée par l'utilisation de matériaux composites et en tolérant une grande souplesse. L'optimisation montre l'existence du drone dans un plan vitesse de croisière/coefficient de portance. Celle-ci fait apparaître une solution optimale présentant une charge utile de l'ordre de 10% de la masse totale.
La zone tampon est une région qui joue un rôle très important dans le processus d'auto-génération de la couche limite turbulente. Cette région contient des structures cohérentes : Tourbillons, Streaks, Sweep, Ejections, ... Une expérience de PIV Stéréoscopique a été réalisée à la soufflerie du LML pour caractériser l'organisation de cette région. Dix plans de PIV ont été enregistrés très prés de la paroi (14.5<y+<48) contenant chacun 500 champs de vitesse à trois composantes. Après avoir validé cette base de données, une analyse de la structure à l'aide de la reconnaissance de forme a été effectuée qui a permis de détecter et de caractériser statistiquement les Streaks et les tourbillons longitudinaux. Une organisation de la zone tampon a pu être déduite à partir de la corrélation spatiale double des fonctions indicatrices des différentes structures.
Dans le cadre des travaux développés à l'heure actuelle sur les phénomènes d'instabilités couplés à l'évaporation, une étude expérimentale de séchage d'une solution polymère/solvant a été réalisée. Nous nous intéressons ici au premier régime qui apparaît en début de séchage, lorsque des mouvements convectifs se développent dans la solution dont la viscosité est encore relativement faible. Plusieurs types de visualisations ont été réalisées pour caractériser les structures convectives: visualisation en vue de dessus par caméra IR et par caméra vidéo, PIV dans une section verticale. Nous présentons une analyse des structures convectives obtenues, leur origine et leur domaine d'existence en fonction de l'épaisseur et de la viscosité initiales
L'observation d'une goutte de liquide mouillant transportée à pression constante dans un microcanal en T permet de mettre en évidence trois comportements à la jonction: en dessous d'une pression seuil, la goutte reste bloquée à l'entrée de la bifurcation; au dessus, la goutte éclate ou se divise en deux gouttes filles dépendamment de sa longueur initiale et la pression de forçage. Nous prédisons les différentes transitions au moyen d'arguments géométriques et dynamiques.
Le dépôt d'un film mince sur un substrat plan s'accompagne généralement de la création de contraintes de compression élevées. Le film se délamine et flambe. Pour les films minces qui sont délaminés suivant une bande rectiligne, on observe des formes de mode de flambage très sensibles aux niveaux de compression suivant les deux directions de la bande délaminée. Des transitions entre états d'équilibres sont observées lorsque le chargement évolue. Un système mécanique, composé de quelques barres élastiques et ressorts, est proposé pour schématiser la structure réelle et mener une étude analytique des transitions d'équilibres. Le modèle est à la fois simple et représentatif de la structure continue. Ses raideurs élastiques sont identifiées de sorte que le modèle soit prédictif sur le plan qualitatif ainsi que sur le plan quantitatif. Le modèle permet de prendre en compte des déplacements modérés. Ainsi,le flambage peut être décrit jusque dans le régime post-critique lointain.
Dans les moteurs d'avion, l'utilisation de paliers inter-arbres est préconisée en vue d'un gain de masse non négligeable. Cependant, ce palier est très fortement sollicité par les excitations générées par les balourds présents sur les rotors et il est nécessaire d'introduire un amortissement supplémentaire pour préserver l'intégrité de la machine. La solution technologique retenue consiste à introduire un amortisseur à film fluide au niveau de ce palier inter-arbres. Cependant, ce type d'amortisseur peut engendrer des instabilités similaires à celles rencontrées dans les paliers hydrodynamiques classiques. On présente dans cet article un dispositif d'essais birotor permettant de tester différentes technologies de palier inter-arbres. Les essais montrent, pour des rotors co et contra rotatifs, que l'intégration d'un film fluide au niveau du palier inter-arbres permet d'atténuer les vibrations des rotors et confirment qu'il apparaît, dans certaines conditions, des instabilités.
Cette étude concerne la simulation numérique directe d'ondes interfaciales séparant deux fluides incompressibles. Le modèle utilisé repose sur l'équation de Navier-Stokes et un suivi d'interface de type Volume Of Fluid (VOF). La résolution de cette équation nécessite d'inverser une équation de type Poisson, et pour cela, on a recours à une méthode multigrille. L'une des principales limitations de cette méthode est le rapport des masses volumiques des deux fluides. Nous nous proposons donc d'étudier l'influence de ce paramètre sur le comportement de l'algorithme. Le problème d'une onde interfaciale stationnaire est alors considéré pour différentes valeurs du rapport des masses volumiques.
Afin de prendre en compte les effets d'intermittence aux petites échelles de sous-maille, notre proposition est la suivante. Nous remplaçons l'équation de type LES par une équation restituant une approximation du champ de vitesse non-filtrée à l'aide d'un modèle stochastique d'accélération associée au champ résiduel. Ce modèle a été bâti en cohérence avec la connaissance (en majeure partie expérimentale) sur les propriétés spécifiques de l'accélération lagrangienne dans un champ turbulent à grand nombre de Reynolds. Les calculs de la turbulence de type box 3D, homogène isotrope stationnaire, reproduisent qualitativement les observations expérimentales.
Cet article illustre la mise en évidence des phénomènes d'entrée lies à la valeur finie des rayons de deux disques, l'un est tournant et l'autre est fixe. L'analyse de l'écoulement est faite à partir d'une configuration des lignes de courant pariétales induites au voisinage d'un disque tournant en utilisant la technique de visualisation de l'écoulement pariétal par dépôt électrolytique qui a donné de bons résultats dans plusieurs cas de solides en rotation. Cette méthode expérimentale a permis de montrer les différents phénomènes caractérisant ce type d'écoulement tels que les effets de bord et de vérifier les résultats théoriques concernant le champ des vitesses obtenues grâce à un modèle mathématique basé sur une méthode itérative à tir corrigée. L'écoulement est de type Batchelor : deux couches limites développées sur chaque disque, séparées par un noyau de fluide tournant à 0,3 omega (omega étant la vitesse de rotation du disque tournant).
Les microstructures mécaniques issues des microtechnologies sont le plus souvent précontraintes, du fait des techniques de fabrication utilisées, ce qui influe fortement sur leur comportement. Une méthode originale de mesure de contrainte, effectuée à l'aide d'un simple profilomètre à stylet, est appliquée ici à une micro-poutre précontrainte encastrée aux deux extrémités. L'enregistrement de la flèche de la poutre sous la charge du stylet, au fur et à mesure du déplacement de ce dernier, permet, par résolution d'un problème inverse fortement non linéaire, de remonter aux valeurs de la précontrainte de la poutre et de son module d'élasticité équivalent. L'erreur intrinsèque à la résolution du problème inverse, évaluée par une méthode de Monte-Carlo, est inférieure à quelques pour-cents des valeurs calculées pour un module d'élasticité équivalent et une précontrainte donnés. L'application à une maquette à échelle décimétrique a confirmé cette validation.
Un nouveau dispositif microfluidique multicanaux pour l'extraction liquide-liquide (ou extraction par solvant) a été fabriqué. Ce microcomposant, dont la stabilisation de l'interface liquide-liquide est assurée par des colonnes en silicium de taille micrométrique, permet de mettre en contact et en mouvement relatif les différentes phases immiscibles entre lesquels s'opère une extraction par solvant. Des analyses expérimentales et théoriques de la stabilisation des interfaces sont présentées, ainsi que des premiers résultats expérimentaux d'extraction du plomb présent dans une solution aqueuse (ion Pb2+). La mesure est réalisée par spectrophotométrie en sortie du microextracteur dans lequel le plomb est concentré.
Cette étude concerne l'effet du vent sur la génération et l'évolution des vagues extrêmes. Elle s'appuie sur une série d'expériences conduites dans la grande soufflerie air-eau de l'IRPHE à Luminy. Les résultats montrent que le vent a un effet important sur l'évolution d'un groupe de vagues focalisant conduisant à l'apparition d'une vague extrême. Les mécanismes de couplage entre la couche limite aérienne et le groupe sont étudiés sur la base d'une analyse en ondelette entre les séries temporelles donnant les variations de l'interface air-eau et les fluctuations de vitesse et de pression statique dans l'air. Un dispositif expérimental original de détection du décollement de l'air à la crête des vagues a permis de montrer que le maintien de la vague extrême au cours de sa propagation en présence de vent est vraisemblablement dû à un processus de décollement.
Des estimateurs d'erreurs locaux dits en quantités d'intérêt permettent d'obtenir directement l'erreur de discrétisation commise sur une quantité ayant un sens physique, dans une zone définie. On construit un tel estimateur à partir de l'erreur sur la solution du problème primal, celle du problème dual et un estimateur d'erreur basé sur les résidus explicites. Une quantité d'intérêt est développée pour permettre d'estimer l'erreur sur les facteurs d'intensité de contraintes en modes mixtes. Une démarche originale est utilisée, basée sur l'extrapolation des sauts des déplacements entre les lèvres de la fissure. Des exemples numériques traités par Code_Aster permettent de valider cet estimateur.
La modélisation de l'écoulement des pâtes cimentaires est un problème difficile car le matériau a non seulement un comportement rhéologique complexe mais il peut également présenter des hétérogénéités induites par l'écoulement. L'apparition de ces hétérogénéités résulte de la filtration de phases fluides au travers de phases solides et peut conduire au blocage de l'écoulement. Pour modéliser l'écoulement d'un tel matériau il est nécessaire de prendre en compte la présence d'au moins deux phases. Dans notre modélisation nous considérons que les deux phases sont continues et admettent un comportement rhéologique en loi de puissance. Le couplage entre les deux phases est pris en compte au moyen d'une loi de Darcy généralisée à un fluide en loi de puissance. Le modèle est résolu par la méthode des éléments finis et validé dans le cas d'un test d'écrasement. Nous montrons que ces simulations permettent d'établir des diagrammes d'ouvrabilité des pâtes cimentaires.
Dans l'industrie automobile actuelle, l'optimisation d'un véhicule en termes de confort et de sécurité active joue un rôle déterminant. Afin de proposer des solutions toujours plus innovantes, de nombreux équipementiers s'orientent vers une politique de développement global, concevant leur produit en tenant compte de l'environnement. Le but de cette étude est d'évaluer l'influence du filtrage en caoutchouc, situé entre le ressort et la coupelle d'appui supérieur, sur les prestations d'une suspension. On s'intéresse plus particulièrement aux caractéristiques statiques (frottement, tirage) et dynamiques (confort vibratoire, jeu inter-spires) du système {ressort, filtrage, coupelle, butée à billes}. Les résultats de cette étude permettent d'évaluer l'importance de cette influence dans la conception du système.
La calorimétrie modulée est une méthode de détermination indirecte de la capacité calorifique et de la conductivité thermique d'alliages métalliques. Associée à la lévitation électromagnétique, elle est particulièrement intéressante lorsque les alliages sont très réactifs en phase liquide ou surfondus. Cette technique, mise au point sur des alliages solides, doit être validée pour les liquides. Notre contribution est basée sur des simulations numériques 2D-Axisymétriques, permettant de mettre en évidence l'influence de la convection sur les valeurs de températures mesurées à la surface de l'échantillon. Nous observons une augmentation des transferts thermiques dans l'échantillon menant à une surestimation de la conductivité thermique mesurée, sans nuire à la mesure de la capacité calorifique.
Dans ce papier, nous présentons l'application d'une méthode variationnelle à l'identification de distributions de propriétés matérielles. Cette méthode, basée sur l'écart en relation de comportement, a été précédemment utilisée par Geymonat et al. (2002), dans le cadre d'un comportement élastique linéaire. Dans ce qui suit, cette méthode a été étendue à une classe de comportements élastoplastiques à écrouissage cinématique linéaire. Elle permet d'identifier localement 5 paramètres à partir de mesures surfaciques de déplacement lors d'un essai unique. Après un bref exposé du principe de la méthode nous présentons sa mise en oeuvre numérique puis un exemple d'application.
La commande de gouttes par électromouillage est comparée aux autres méthodes fluidiques discrètes pour l'élaboration des laboratoires sur puce (labopuce). L'intérêt de cette approche pour la miniaturisation et l'intégration de protocole dans un micro-composant est souligné. Fondée sur la base de cette technique, une plate-forme comprenant une puce et un instrument associé ont été développés. Les fonctions élémentaires de déplacement, de mélange, de stockage ou de distribution de gouttes sont mises en oeuvre et caractérisées d'un point de vue fonctionnel. Un modèle global simplifié est proposé pour le déplacement de gouttes. Pour accroître la compréhension des phénomènes observés, l'intérêt d'une modélisation complète de ceux-ci, fondée sur les équations locales de l'électrohydrodynamique (EHD), est discutée.
Nous présentons dans cette étude une méthode d'optimisation d'un système mécanique constitué d'un mécanisme bistable et son actionneur, destiné à des applications quasi-statiques. Une analyse théorique, accompagnée d'une phase de validation expérimentale est réalisée. Une méthode générale et innovante d'étude du comportement d'un mécanisme bistable est proposée. Enfin, on montre sur un exemple que pour un même mécanisme bistable, un positionnement intelligent de l'actionneur permet de diminuer considérablement les contraintes sur l'actionneur, ce qui permet au final de réduire la taille globale du mécanisme. This study presents an optimisation method for a mechanical device designed for quasi-static purposes and made of a bistable mechanism and an actuator. A theoretical analysis, which has been validated experimentally, is presented. A new and general method for modeling the behaviour of a bistable mechanism is proposed. Finally, we demonstrated that it is possible to reduce the required force by optimising the actuator location on the bistable mechanism.
L'utilisation des surfaces micro-texturées dans les paliers et butées hydrodynamiques peut avoir des effets positifs sur les performances de ces composants. Cependant, une étude analytique suffit pour montrer qu'une mauvaise distribution ou un dimensionnement inadapté des textures peuvent conduire à des pertes de performance et non à des gains. Afin de mieux comprendre le comportement de ces surfaces, un modèle numérique a été mis au point et appliqué à un blochet hydrodynamique ayant des surfaces micro-texturées. Une analyse paramétrique a été menée afin de déterminer les paramètres optimaux de texturation, tel que la distribution, la densité et la profondeur des alvéoles. L'influence de la texturation en fonction de l'inclinaison du blochet est également discutée. Les performances du blochet texturé sont analysées en termes de capacité de charge et forces de frottement par rapport au cas lisse.
Le soufflage des bouteilles en polyéthylène téréphtalate (PET) génère des modifications importantes des propriétés mécaniques du matériau. Ce procédé de mise en forme est réalisé alors que le matériau se trouve à des températures légèrement supérieures à la température de transition vitreuse. Les modifications de propriétés en cours d'étirage sont la conséquence de modifications de la microstructure (cristallisation induite). Sur la base d'essais de traction uniaxiale et biaxiale réalisés sur des éprouvettes en PET à des températures proches de Tg, on identifie, en supposant un état de déformation uniforme pendant les essais de traction uniaxiale, un modèle viscoélastique de type Maxwell, dont le comportement élastique est du type hyper-élastique et le comportement visqueux est non linéaire et couplé à une variable qui permet de représenter l'effet de durcissement lié à la cristallisation induite. L'identification est adaptée d'une méthode originale déjà présentée par Chevalier et al. (2007).
On utilise des poutres de dimensions micrométriques comme capteurs de leur environnement. Toute modification de l'état électrochimique d'une face introduit alors une flexion du levier. On a montré par ailleurs qu'en utilisant un dispositif interférométrique de mesure de champ et une technique d'identification adaptée, on peut construire une modélisation du couplage électro-élastique. On montre ici comment la relation de couplage est modifiée par l'adsorption de molécules neutres à la surface, et on propose d'exploiter cet effet en chimie analytique.
Le travail présenté a pour objectif d'identifier les mécanismes qui gouvernent la dynamique d'une particule solide isolée dans un champ d'écoulement viscoplastique à inertie très faible. Les conditions expérimentales ont été précisément contrôlées notamment le glissement du fluide à l'interface. Les vitesses de translation et de rotation des particules ont été mesurées selon leur position dans la zone d'écoulement rigide en mouvement ou dans la zone cisaillée pariétale. Une modélisation de ce phénomène a été proposée.
L'objectif de cette présentation est l'analyse de trois différents phénomènes qui accompagnent parfois le flux de chaleur critique (FCC) dans les conditions d'un écoulement annulaire-dispersé : la rotation du ruisselet de liquide sur la paroi lors du FCC, la chute de température de la paroi avant le FCC et l'apparition du FCC en amont de la sortie du canal chauffé uniformément.
La zone de production générée en aval d'une grille fractale de maille carrée est étudiée au travers de mesures expérimentales de vitesse et de vorticité. Cette étude révèle que la position du pic de production est indépendante de la vitesse moyenne imposée dans la soufflerie. Les mesures de vitesse dans le voisinage immédiat de la grille mettent en évidence la présence d'oscillations à grande échelle (15 cm) qui persistent sur une grande distance en aval de la grille. En parallèle, une turbulence multi-échelle est progressivement produite en s'éloignant de la grille sous la forme de bouffées turbulentes locales comme en témoignent les signaux de vitesse et de vorticité. La comparaison simultanée entre la vitesse grande échelle et la vorticité petite échelle montre l'existence de fortes corrélations entre ces champs.
Nous étudions la cinétique de formation et la réponse mécanique de gels magnétiques uniaxes. Ces matériaux sont constitués par des particules magnétiques enchâssées dans un réseau polymère et alignées dans une direction commune. Ils sont considérés comme des composants prometteurs dans le domaine des actuateurs. Cette étude a été effectuée à l'aide d'un dispositif de piézorhéologie mis au point récemment. Celui-ci permet de faire des mesures du module de cisaillement complexe dans un grand domaine de fréquence et pour de très faibles déformations appliquées. La cinétique de formation du gel a été suivie en plaçant la cellule dans l'entrefer d'un électroaimant, et l'organisation des particules magnétiques a été observée en plaçant la cellule sous un microscope optique. Deux types de gels magnétiques uniaxes ont été étudiés. Un gel aqueux utilisant un ferrofluide commercial, et un gel organique contenant des particules de magnétite.
Cet article présente des essais expérimentaux pour un jet vertical axisymétrique d'air et d'hélium impactant une paroi horizontale. Pour différents nombres de Richardson initiaux (2×10-3 - 908) et de Reynolds initiaux (47 - 22780), des visualisations de l'écoulement ont été réalisées et la masse volumique au point d'impact a été mesurée. Il apparaît que, sous certaines conditions, cette masse volumique peut décroître alors que la masse volumique du mélange injecté est augmentée par ajout d'air. L'étude montre que ce résultat est lié au caractère instable de l'écoulement (bouffées), pouvant être caractérisé par une condition sur le nombre de Richardson initial.
Une goutte conductrice posée sur la plaque inférieure d'un condensateur aux bornes duquel une tension est appliquée acquiert à son interface des charges électriques et subit ainsi l'action d'une force électrostatique normale aux électrodes. Si le champ électrique dépasse une valeur seuil, la force électrique exercée sur la goutte peut provoquer son détachement. Le Ny (1981) a donné les expressions nécessaires au calcul de la charge acquise et l'intensité de la force électrique mais celles-ci sont restreintes aux cas de gouttes indéformables ; il manque un modèle théorique qui tienne compte de la déformation de la goutte (Khayari et col., 2003). Dans la présente communication, nous présentons le calcul asymptotique de la déformation de l'interface sous l'action de la pression électrostatique, pour de petits nombres d'Eötvos et de Bond électrique. Un mécanisme est également proposé pour décrire le détachement d'une goutte posée. Les expériences menées illustrent le mécanisme proposé et confirment les modèles établis.
Dans cet article est présenté un stockage d'hydrogène sur Hydrures métalliques intégré à un système de cogénération. Le choix du stockage d'hydrogène s'est orienté vers les hydrures afin d'obtenir une bonne capacité volumique avec des pressions faibles (< 3.5 bar) et des températures adaptées aux piles à combustibles (< 75°C). Pendant l'absorption, l'hydrure métallique dégage de la chaleur qui est dissipée par une circulation de fluide. Un échangeur à plaques et ailettes permet d'obtenir une bonne compacité avec des temps de chargement/déchargement rapides. Le système a été testé à débit constant puis à pressions constantes (absorption/désorption 3.5/1.5 bars). Les géométries ont été maillées afin de simuler les transferts thermiques et massiques. On prend donc en compte un écoulement convectif couplé à une disparition massique et un apport de chaleur dans un milieu poreux. Cette simulation est basée sur le logiciel Fluent auquel est couplé le comportement de l'hydrure métallique. Les valeurs expérimentales obtenues ont ensuite été comparées aux valeurs résultant du modèle.
Nous proposons dans ce papier une comparaison des comportements non linéaires viscoplastique et viscoélastique des lubrifiants non newtoniens dans les paliers de butées à patins oscillants. Le champ dynamique est obtenu par la résolution de l'équation de Reynolds généralisée, issue du concept analytique des Fluides Newtoniens Généralisés. Le champ thermique est déterminé à travers la résolution de l'équation de l'énergie dans le film et l'équation de la chaleur dans les patins. L'influence des paramètres rhéologiques des lubrifiants ainsi que la vitesse de rotation du grain mobile est mise en évidence à travers les tracés de la capacité de charge et du coefficient de frottement.
Dans les procédés de croissance cristalline, la rotation est souvent utilisée comme moyen pour éliminer les défauts d'axisymétrie du chauffage. La rotation du système de chauffage étant en général difficile à mettre en {\oe}uvre, une solution consiste à faire tourner à la fois le cristal et le polycristal soit dans le même sens soit dans des directions opposées. Les vitesses optimales de rotation du cristal et du polycristal sont souvent déterminées empiriquement. A l'aide d'une étude numérique de stabilité linéaire tridimensionnelle puis d'un bilan d'énergie, nous avons cherché à comprendre les effets de rotation sur l'instabilité thermocapillaire en zone flottante. Nous présentons des résultats où nous montrons que la rotation peut avoir des effets surprenants de stabilisation ou de déstabilisation et proposons des pistes pour l'interprétation.