Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Appareils d'appui“

Selon l’Eurocode 8 et la norme EN 1337-3, le comportement de l’Appareil d'Appui en Néoprène Fretté (AANF) est considéré comme élastique linéaire ou hystérétique linéaire. En réalité, les comportements mécaniques de l’AANF sont très complexes et sont essentiellement ceux du néoprène tels que l’élasticité non linéaire, la viscosité, la plasticité, l’effet Payne, l’effet Mullins, etc. Toutefois, très peu d’études de l’effet Mullins et de la piezo-dépendance existent, et aucun modèle par éléments finis ne permet de modéliser ces phénomènes dans l’AANF. L’objectif de cette thèse est donc l’étude de ces phénomènes sur le néoprène et sur l’AANF. Pour atteindre ces objectifs, la caractérisation de ces phénomènes sur le néoprène est tout d’abord réalisée avec différents types de chargements tels que la relaxation, la traction cyclique, la compression cyclique, le couplage compression statique – cisaillement cyclique. De plus, un dispositif biaxial original est fabriqué afin de caractériser l’AANF sous le chargement de compression statique couplé au cisaillement cyclique. Grâce à ces résultats expérimentaux, un nouveau modèle est développé, permettant de modéliser simultanément l’effet Mullins, la piezo-dépendance ainsi que la viscoélasticité non linéaire du néoprène
High Damping Rubber Bearings (HDRB) composed of alternating thin horizontal layers of elastomer bonded to steel plates are used to support permanent static loading in compression and cyclic shear in case of earthquakes. The behaviour of HDRB is considered to be linear elastic or linear hysteretic according to The European Standard Eurocode 8 and The Standard EN 1337 - 3. The mechanical behaviour of HDRB under loading is actually very complex and essentially linked to the behaviour of elastomer such as nonlinear elasticity, viscosity, plasticity, Payne effect, and Mullins effect. However, the coupling of Mullins effect and nonlinear viscosity as well as influence of hydrostatic stress on viscoelasticity of elastomer or of HDRB has not been studied yet. The aim of this thesis is thus the study of these effects on elastomer and on HDRB. In order to reach these objectives, characterization of these effects on elastomer is firstly performed with different types of loading such as relaxation test, cyclic tensile test, cyclic compression test and combined static compression – cyclic shear test. Furthermore, an original biaxial device is designed and manufactured in order to characterize the behaviour of HDRB under combined static compression – cyclic shear. Based on these experiments a new finite model is developped to simulate simultaneously Mullins effect, nonlinear viscosity and influence of hydrostatic stress on viscoelasticity of elastomer. Subsequently, this model is used to simulate the response of the HDRB under combined static compression - cyclic shear

L'objectif de ce travail est l'évaluation des forces musculaires et des réactions de contact articulaires agissant sur le membre inférieur au cours de la phase d'appui de la marche. Une estimation correcte de ces efforts est indispensable pour compléter des modèles plus spécifiques (comme les modèles éléments finis par exemple) permettant de dimensionner des implants dans le domaine clinique ou de simuler des gestes réalistes dans un contexte ergonomique. Pour cette étude, à partir de mesures expérimentales et d'un modèle multicorps rigide sont déterminés les torseurs de force intrasegmentaires au niveau de chaque articulation. Un même torseur d'actions mécaniques articulaires pouvant être obtenu par une infinité de forces élémentaires (actions de contact sur les surfaces articulaires, forces développées dans les muscles croisant l'articulation), nous avons été amenés à résoudre un problème d'optimisation pour identifier la contribution de chacun des éléments au torseur global. Dans un premier temps, après une synthèse bibliographique, est décrit le protocole expérimental mis en place pour acquérir les trajectoires de marqueurs, les forces de contact entre le pied et le sol et les mesures anthropométriques avec un maximum de précision. L'étude cinématique et dynamique inverse, réalisée par programmation de l'algorithme de Nexton-Euler sous forme d'opérateurs homogènes, est ensuite présentée avec une application clinique en podologie. Un modèle musculo-squelettique est enfin développé afin d'estimer, après résolution du problème d'optimisation par les Algorithmes Génétiques, les forces musculaires mises en jeu lors de la marche et en déduire les actions de contact sur les surfaces articulaires. Les forces musculaires obtenues sont validées de façon indirecte par la mesure de l'activité électrique dans les muscles et les actions de contact articulaires par des données issues de la bibliographie.