Dissertations / Theses: 'Approche expérimentale et numérique'

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Abidelah, Anis. "Analyse numérique du comportement d'assemblages métalliques. Approche numérique et validation expérimentale." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00725229.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire porte sur le comportement des assemblages métalliques boulonnés avec platine d'about. La première partie décrit deux séries d'essais sur des assemblages métalliques avec platine d'about boulonnée renforcée ou non par raidisseur. La deuxième partie est consacrée au développement d'un modèle numérique 3D non linéaire validé sur la base des résultats d'essais. Les résultats sont aussi comparés aux formulations analytiques de l'EC3. Le modèle a permis d'analyser l'évolution des champs de contraintes et de la plasticité dans différentes zones de l'assemblage. Il a permis aussi de confirmer les observations expérimentales concernant l'influence du raidisseur de platine sur le mécanisme de transfert des efforts à travers son extrémité. Dans une troisième partie, l'influence de la flexion du boulon sur le comportement des tronçons en té est modélisée. Une étude paramétrique est menée pour évaluer les effets de paramètres tels que la dimension du tronçon, la rigidité de la rondelle, la position du boulon et l'épaisseur de la semelle sur la flexion du boulon soumis à un effort normal de traction.

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Absi, Joseph. "Les paliers à rainures : approche expérimentale et simulation numérique." Poitiers, 1994. http://www.theses.fr/1994POIT2273.

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Abstract:

Les paliers a rainures sont etudies tout d'abord par une approche experimentale et puis par une modelisation numerique. Un interet particulier est porte aux paliers a rainures en chevron pour leurs performances dynamiques. Une analyse experimentale bi et tridimensionnelle du mouvement du film fluide est effectuee. Les champs d'ecoulement et de vitesse sont determines par une methode de visualisation par traceurs. Le caractere tridimensionnel de l'ecoulement est note et les profils paraboliques des champs de vitesse obtenus valident les hypotheses de l'equation de reynolds. Celle-ci est resolue numeriquement par la methode des elements finis. L'etude du comportement dynamique des paliers a chevrons permet de determiner les huit coefficients de raideur d'amortissement. Dans le cas d'un fluide compressible des fonctions de poids decentrees sont utilisees afin d'eliminer les oscillations numeriques dans les champs de pression. Une concordance des resultats est notee avec ceux obtenus par la theorie dite du nombre infini de rainures. Dans le cas d'un fluide incompressible la recherche de la zone de cavitation est assuree par l'algorithme de murty. Dans ce cas on note la possibilite de maintenir le lubrifiant dans un palier a rainures en chevron sans elements d'etancheite. Aussi bien pour les fluides compressibles que pour les fluides incompressibles l'existence d'un champ de pression en fonctionnement centre est a l'origine des valeurs elevees du coefficient de raideur kxx. Finalement, l'etude parametrique des caracteristiques statiques et dynamiques en fonction de la geometrie des rainures fournit aux ingenieurs un nouvel outil de conception des paliers a rainures en chevron

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Gillet, Vincent. "Revêtement de cuivre par projection à froid basse pression sur substrats d'aluminium texturés et composites PEEK/Carbone. Approche expérimentale et numérique. : approche expérimentale et numérique." Thesis, Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018NANT4002/document.

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Abstract:

Le Cold Spray Basse Pression est un procédé de projection thermique émergeant de plus en plus apprécié par les industriels pour sa simplicité, son faible coût et sa polyvalence. Pour améliorer encore les caractéristiques des dépôts, des substrats en aluminium ont été préalablement texturés par laser, sous la forme de trous de dimensions variables répartis selon un motif régulier, avant d’être revêtus de cuivre. Une optimisation géométrique de la surface a alors permis d’augmenter l’adhérence de dépôts Cu/Al2O3 de +81% par rapport à un substrat brut. Ces résultats sont analysés, notamment à l’aide d’un modèle mathématique développé durant la thèse permettant de calculer l’augmentation de surface induite par la texturation. De plus, une caractérisation des contraintes résiduelles par DRX à travers l’épaisseur a mis en évidence l’uniformité des contraintes en compression dans le dépôt. Dans un second temps, des dépôts de cuivre ont été réalisés sur des substrats en composite PEEK/Carbone. La nécessité d’avoir une couche de matrice organique à la surface du composite a été mise en évidence afin d’éviter une érosion du substrat et permettre la construction du dépôt. Une stratégie de projection basée sur une variation de la granulométrie des poudres en cours de projection a également été développée afin de réduire le taux de porosité et obtenir des dépôts conducteurs électriquement. En complément de ce volet expérimental, un modèle numérique 3D en dynamique a été développé sur Abaqus/Explicit. Il permet d’étudier l’influence des paramètres de projection et de l’état de surface du substrat sur la déformation des particules lors de l’impact et les contraintes résiduelles induites
Low Pressure Cold Spray is an emerging thermal spraying process increasingly appreciated in the industry for its simplicity, low cost and versatility. In order to enhance coatings characteristics, aluminum substrates were laser-textured with holes of varying dimensions distributed in a regular pattern before being coated with copper. An optimization of the holes dimensions led to an increase of the adhesion for Cu/Al2O3 coatings by +81% compared to a raw substrate. These results were analyzed using a mathematical model developed during the thesis allowing to calculate the surface increase induced by the laser texturing. Moreover a characterization of the residual stresses by XRD through the thickness revealed the uniformity of compressive stresses in the deposit. In a second time copper deposits were made on PEEK/Carbon composites. The need to have an organic matrix layer on the composite surface has been highlighted in order to avoid substrate erosion and allow the coating construction. A spraying strategy based on a variation of the powders granulometry being sprayed has therefore been developed in order to reduce the porosity and obtain electrically conductive coatings. In addition to this experimental aspect, a 3D dynamic model has been developed on Abaqus/Explicit. This model allowed to study the influence of the projection parameters and the substrate surface state on the particles deformation during the impact and the induced residual stresses

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Dang-Hoang, Thong. "Rupture et endommagement d’un assemblage boulonné : approche expérimentale et simulation numérique." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10066/document.

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Abstract:

Ce travail porte sur l’étude de la rupture et de l’endommagement d’un assemblage boulonné constitué de tôles minces en alliage d’aluminium 6082 T6, d’épaisseur e=2 mm, en simple recouvrement. Plusieurs configurations d’assemblages (nombre et disposition des fixations) sont étudiées dans le cas de sollicitations monotones, en analysant les effets de bord. L’influence du couple de serrage et du jeu fonctionnel sera pris en compte pour l’étude du comportement global de la liaison. Une approche expérimentale a été mise en oeuvre pour analyser la chronologie des mécanismes d’endommagement en utilisant simultanément la technique d’émission acoustique (EA) et la mesure des champs par corrélation d’images digitales (CID). La technique EA a permis de suivre les évolutions des activités acoustiques avec une technique de localisation planaire en permettant de mieux cerner l’amorçage et la propagation des fissures. La technique CID confirme les scénarios d’endommagement en évaluant le champ des déformations en tout point au voisinage de la fixation. La simulation numérique par éléments finis a été utilisée afin de prédire le comportement global de ces assemblages. Les calculs sont réalisés en 3D en utilisant des éléments solides et des éléments coques et sont entrepris aussi bien en élastoplasticité sans endommagement qu’avec endommagement. La prédiction de l’endommagement a été correctement réalisée en utilisant deux modélisations : une modélisation découplée selon le modèle de Latham et Cockroft et une modélisation couplée basée sur le modèle de Gurson modifié
This study focuses on the study of fracture and damage of a bolted assembly made up of thin sheets of aluminum alloy 6082 T6, thickness e= 2 millimeters, in single recovery. Several configurations of assemblies (number and arrangement of fasteners) are studied in monotonous solicitations, analyzing the effects of board. The influence of torque and clearance will be considered for the study of the behavior of the link. An experimental approach was implemented to analyze the sequence of damage mechanisms simultaneously using the technique of acoustic emission (AE) and measurement of fields by digital image correlation (DIC). EA Technology has tracked the evolution of acoustic activities by planar localization to better identify the initiation and propagation of cracks. The DIC technique confirms the damage scenarios evaluating, the deformation field at any point near the fastener. The finite element technique was used to predict the overall behavior of these assemblies. The calculations are performed in a 3D computer code using solid elements, shell elements and and are undertaken both in élastoplasticité without and with damage. The prediction of damage has been done using two models : modeling decoupled depending on the model of Latham and Cockroft and coupled modeling based on the model of Gurson modified

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Hoang, Thanh Tung. "Récupération et valorisation d'énergie thermique sur gaz chauds- Approche expérimentale et numérique." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2018. http://www.theses.fr/2018ESMA0016/document.

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Abstract:

L’objectif de la thèse porte sur l’analyse de la récupération de l’énergie thermique sur gaz chauds à température élevée(250°C - 450°C). Pour cela, la technologie de récupérateur à caloduc de type thermosiphon a été retenue. L’un des points cruciaux porte sur le choix d’un fluide de travail adapté à ces niveaux de température. Une analyse bibliographique a permis d’identifier le naphtalène comme élément de fluide potentiel pour cette gamme de température. Cependant le manque d’informations sur son comportement et ses capacités de transport a nécessité le développement d’un montage fondamental spécifique.Un caloduc thermosiphon chargé en naphtalène et de la forme d’un tube inox lisse de diamètre 23,9 mm, de longueur 1m (zone évaporateur : 20 cm ; zone condenseur : 20 cm) a été réalisé et testé. Les résultats expérimentaux obtenus démontrent tout d’abord la faisabilité d’un tel système dans cette gamme de température et pour les puissances thermiques envisagées. Ils révèlent un comportement inhabituel du thermosiphon lors des phases de démarrage (régime transitoire). En régime permanent, l’analyse a porté sur l’influence de la température de saturation, la puissance transférée ainsi que l’inclinaison. En termes de performances, les conductances thermiques (évaporateur, condenseur, système) augmentent avec la température vapeur et diminuent avec la puissance apportée à l’évaporateur. La puissance transférée peut s’échelonner de 0,2 kW à 1,5 kW, soit 1 à 8 W/cm² à l’évaporateur. Une faible sensibilité à l’inclinaison a été constatée lors des tests (0°-78°), un peu plus marqué pour 84°. Enfin pour une orientation à l’horizontale (90°), le caloduc fonctionne malgré tout et sa capacité de transfert reste élevée bien qu’éloignée du mode thermosiphon. En parallèle, un modèle de thermosiphon a été développé dans lequel les coefficients d’échanges locaux (évaporateur et condenseur) sont calculés par différentes corrélations issues de la littérature. La comparaison avec les résultats expérimentaux a permis de valider les modèles physiques retenus avec un bon accord, et de prédire le fonctionnement du caloduc pour d’autres sollicitations.Ainsi et enfin, un premier prototype récupérateur à thermosiphon au naphtalène a été conçu, fabriqué et couplé sur la veine « gaz chauds » conçue et développée aussi au sein du laboratoire. Les premiers résultats obtenus du système complet permettent de développer des stratégies de récupération et de valorisation de l’énergie thermique sur la ligne d’échappement, dans un contexte d’application automobile
The aim of the thesis is to analyze the heat recovery on hot gases at intermediate temperature range (250°C - 450°C). For this purpose, the thermosyphon heat exchanger recuperation technology has been chosen. The choice of a working fluid adapted to these temperature levels is one of the crucial points. A literature review identified naphthalene as a potentialfluid for this temperature range. However, because of the lack of information about naphthalene heat pipes, the development of a fundamental test-rig was necessary to fully characterize the thermal behavior and transport capacities of this fluid.A thermosyphon heat-pipe charged with naphthalene in the shape of a smooth stainless steel tube with a diameter of 23.9mm, a length of 1 m (evaporator zone: 20 cm, condenser zone: 20 cm) has been manufactured and tested. The experimental results obtained demonstrate the feasibility of such system in this temperature range and for the thermal powers required.They reveal an unusual behavior of the thermosyphon during the start-up process. In steady state, the analysis deals with the influence of the saturation temperatures, the transferred heat power and the thermosyphon inclination. In terms of performances, the thermal conductance (evaporator, condenser, system) increases with the vapor temperature and decreases with the heat power supplied to the evaporator. The heat flow rate can be applied from 0.2 to 1.5 kW, or 1 to 8W/cm² at the evaporator. During the tests, the system is found to be less sensitive to inclination (0° to 78°), but more important for 84°. In the horizontal position, the thermosyphon operates, but its heat transfer remains high even far away from the thermosyphon mode. A theoretical model has been developed in which the local heat transfer coefficients(evaporator and condenser) are evaluated by different correlations from literature. The comparison with the experimental results allowed to validate the models retained with good agreement, and to make it possible to predict the heat pipe operation for other solicitations.Thus, and finally, a first thermosyphon charged naphthalene recuperator prototype was designed, manufactured and coupled to the "hot gas" line designed and performed in the laboratory. The first results obtained from the complete system allowed us to develop a strategy for heat recovery system on the exhaust line of an automotive application

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Guerin, Nathalie. "Approche expérimentale et numérique du comportement du ballast des voies ferrées." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529384.

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Abstract:

Bien qu'utilisé depuis longtemps dans les voies ferrées, le ballast in situ a un comportement encore mal connu. L'objet de ce mémoire est donc de décrire le processus d'identification d'une loi de tassement du ballast et d'un modèle de dégradation réaliste des voies ballastées. Le travail expérimental, réalisé au moyen d'un essai à échelle un tiers sert à identifier la loi de tassement du ballast -sous une traverse- dans le plan vertical. Pour cela, des lois de similitude décrivent le passage des grandeurs associées au modèle réel à celle du modèle réduit. Elles sont basées sur la conservation du matériau ballast et la conservation des champs de contraintes au sein de l'éprouvette. L'éprouvette de ballast est soumise à un chargement vertical reproduisant la charge appliquée sur le ballast lors du passage d'un bogie de TGV. Les résultats de cet essai servent à établir la loi de tassement du ballast qui relie le tassement à la déflexion élastique de l'ensemble formé par le ballast et le sol sur lequel il repose. Les paramètres intervenant dans le chargement, la qualité du sol supportant le ballast et l'épaisseur de la couche de ballast sont discutés. La simulation numérique vient compléter l'expérience, en étendant l'étude à une portion de voie. L'objectif est d'analyser l'évolution des défauts de voie en fonction du trafic. Les défauts considérés peuvent être d'ordre géométrique (irrégularités du nivellement lors de la mise en place de la voie) ou porter sur des variations de raideur du ballast et du sol. Un modèle de véhicule en circulation a aussi été développé pour calculer les efforts dynamiques exercés sur le rail. Ces efforts dynamiques sont ensuite injectés dans un modèle quasi-statique de voie prenant en compte le comportement du ballast identifié expérimentalement. Les évolutions de profils de voie ainsi calculées démontrent que les défauts de raideur du ballast et du sol sont plus endommageants pour la voie que les défauts de géométrie. Ce mémoire se termine par une analyse micromécanique du ballast, considéré pour l'occasion, comme un assemblage de corps rigides, discrets et tridimensionnels en contact. L'intérêt principal de cette étude est de démontrer la possibilité de modéliser, de façon discrète, le comportement unilatéral du ballast. Le modèle numérique ainsi développé reproduit fidèlement les résultats obtenus expérimentalement.

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Fokwa, Didier. "Matériaux hétérogènes : analyse expérimentale et modélisation numérique par une approche hiérarchique." Paris 6, 1992. http://www.theses.fr/1992PA066147.

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Abstract:

Dans la première partie, à partir d'une analyse expérimentale, on montre que: la longueur caractéristique du béton est comprise entre quatre et six fois la taille du plus gros granulat qui entre dans sa composition. Cette estimation n'est cependant pas valable pour les mortiers pour lesquels la taille du plus gros granulat ne constitue probablement pas la plus grosse hétérogénéité; la contrainte de pic et la densité volumique d'énergie de rupture diminuent lorsque la taille des granulats augmente; inversement, on note une augmentation de l'énergie de rupture avec la taille du granulat. Dans la deuxième partie, on développe un modèle hiérarchique qui prend en compte le caractère hétérogène de la microstructure. Des lois d'échelle sont déduites entre les paramètres de rupture et la taille du réseau hiérarchique. On montre en particulier qu'en présence d'un fort désordre local, il y a redistribution locale des contraintes et la contrainte de rupture macroscopique peut de ce fait être inférieure à la plus petite contrainte de rupture locale. La théorie du maillon le plus faible dans ce cas ne convient plus pour décrire le comportement du matériau

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Van, Thua Tri. "Vieillissement du tuffeau en présence de sels : approche expérimentale et numérique." Orléans, 2008. http://www.theses.fr/2008ORLE2069.

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Abstract:

L’objectif principal de cette thèse est d’étudier expérimentalement le comportement hydromécanique du Tuffeau en présence de sels et de simuler numériquement le degré d’altération du Tuffeau en fonction de la cristallisation et du degré de saturation en sel. A cet effet, sont réalisés des tests d’imbibition, de rétention d’eau, de résistance mécanique sur des échantillons contenant différents pourcentages de sels. Sont également examinée les rôles de la température, de l’humidité et de la concentration en sel lors des tests de vieillissement accéléré en laboratoire afin de simuler expérimentalement l’altération du Tuffeau. L’évolution du comportement et la localisation du sel dans les éprouvettes testées permettent de déterminer l’altération provoquée en fonction des cycles humidification-séchage imposés. Les analyses s’appuient sur la caractérisation morphologique et sur les changements texturaux et structuraux des réseaux poreux dans la pierre avec et sans sels. Enfin, les dégradations obtenues en laboratoire et celles observées in situ sont comparées. La simulation numérique de l’altération du tuffeau est basée sur différentes hypothèses du remplissage des espaces poraux lors de la précipitation des sels et sur une méthode d’homogénéisation de la pression locale appliquée à l’interface cristal / paroi du pore. La formulation proposée a été validée en comparant la pression effective globale à la résistance en traction du Tuffeau. L'application de cette simulation vise à estimer la durabilité des pierres soumises à l’action des sels et à aider le diagnostique des dégradations in situ lors des opérations de restauration-conservation.

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Guérin, Nathalie. "Approche expérimentale et numérique du comportement du ballast des voies ferrées." Marne-la-Vallée, ENPC, 1996. http://www.theses.fr/1996ENPC9631.

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Abstract:

Bien qu'utilisé depuis longtemps dans les voies ferrées, le ballast in situ a un comportement encore mal connu. L'objet de ce mémoire est donc de décrire le processus d'identification d'une loi de tassement du ballast et d'un modèle de dégradation réaliste des voies ballastées. Le travail expérimental, réalisé au moyen d'un essai à échelle un tiers sert à identifier la loi de tassement du ballast -sous une traverse- dans le plan vertical. Pour cela, des lois de similitude décrivent le passage des grandeurs associées au modèle réel à celle du modèle réduit. Elles sont basées sur la conservation du matériau ballast et la conservation des champs de contraintes au sein de l'éprouvette. L'éprouvette de ballast est soumise à un chargement vertical reproduisant la charge appliquée sur le ballast lors du passage d'un bogie de TGV. Les résultats de cet essai servent à établir la loi de tassement du ballast qui relie le tassement à la déflexion élastique de l'ensemble formé par le ballast et le sol sur lequel il repose. Les paramètres intervenant dans le chargement, la qualité du sol supportant le ballast et l'épaisseur de la couche de ballast sont discutés. La simulation numérique vient compléter l'expérience, en étendant l'étude à une portion de voie. L'objectif est d'analyser l'évolution des défauts de voie en fonction du trafic. Les défauts considérés peuvent être d'ordre géométrique (irrégularités du nivellement lors de la mise en place de la voie) ou porter sur des variations de raideur du ballast et du sol. Un modèle de véhicule en circulation a aussi été développé pour calculer les efforts dynamiques exercés sur le rail. Ces efforts dynamiques sont ensuite injectés dans un modèle quasi-statique de voie prenant en compte le comportement du ballast identifié expérimentalement. Les évolutions de profils de voie ainsi calculées démontrent que les défauts de raideur du ballast et du sol sont plus endommageants pour la voie que les défauts de géométrie. Ce mémoire se termine par une analyse micromécanique du ballast, considéré pour l'occasion, comme un assemblage de corps rigides, discrets et tridimensionnels en contact. L'intérêt principal de cette étude est de démontrer la possibilité de modéliser, de façon discrète, le comportement unilatéral du ballast. Le modèle numérique ainsi développé reproduit fidèlement les résultats obtenus expérimentalement
Despite the major importance of ballast for the quality of the railway track, the ballast behaviour is still not completely understood. The purpose of this report is to describe the identification process of a settlement law of ballast and of a degradation model of the ballasted track. This report proposes a test at reduced scale (1/3), which is used to establish a settlement law of ballast in the vertical plane. To this end, similitude laws have been defined in order to describe the relation between the sizes of the real-size model and the ones characterising the reduced model. These laws are based on the material conservation - ballast - and the stress fields conservation within the specimen. The ballast specimen is submitted to a vertical loading that simulates the kind of loading applied when a TGV bogie runs on a regular track. Results of this test are used to design the settlement law of ballast that links settlement with the elastic deflection of the ballast/ground couple. Parameters that are involved in the loading, such as the quality of the ground under the ballast and the thickness of the ballast layer, are also studied. In order to complement experimental results, a numerical simulation has then been carried out. As opposed to the experiment, which is limited to a sleeper, the numerical simulation is applied to a larger portion of track. The objective is to study the evolution of track defects versus traffic. These defects may be either geometrical (due to levelling irregularities during the track set up) or linked to stiffness variations of both the ballast and the ground. Thus, a model of a running vehicle has been developed in order to calculate dynamic stresses applied on rail. These stresses are then introduced in a quasi-static model of the track which takes into account results of the ballast behaviour obtained with the experiment. Calculations of the evolution of track profiles show clearly that stiffness defects of ballast and ground cause more damage for the track than geometrical defects. This report ends with a micro-mechanical analysis of ballast. For this purpose, the ballast is considered as an assembling of rigid, discreet and tridimensional bodies. This last study shows the possibility of modelling, in a discreet way, the unilateral behaviour of ballast. The numerical model brings out results that are really close to the ones obtained through experiment

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Lumeau, Marianne. "Confiance et réputation sur les réseaux électroniques : une approche expérimentale." Rennes 1, 2011. http://www.theses.fr/2011REN1G010.

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Abstract:

Ces dernières années, de nombreuses études ont mis en avant le rôle clef des systèmes d'évaluation communautaires dans le succès des places de commerce en ligne. L'objet de cette thèse est d'étudier expérimentalement dans quelle mesure un système d'évaluation est suffisant pour créer de la confiance entre les individus et limiter les comportements opportunistes. Nos résultats expérimentaux indiquent tout d'abord qu'introduire un système d'évaluation a un effet positif sur la relation de confiance, car il permet de fournir de l'information sur les comportements passés des utilisateurs. Certains individus contribuent en effet au système d'évaluation en attribuant une évaluation positive (négative) à un partenaire pour le récompenser (sanctionner) d'un comportement généreux (opportuniste). Toutefois, certaines évaluation peuvent également être attribuées à des fins stratégiques, ce qui peut biaiser le contenu informationnel du système d'évaluation. Un autre biais du système est la possibilité de manipuler sa réputation. Nous montrons que certains individus ont recours à la manipulation, ce qui amoindrit l'effet positif des systèmes d'évaluation. Accroître le coût de la manipulation permet néanmoins d'en réduire les effets néfastes. Enfin, malgré les limites mentionnées, nous montrons qu'un système d'évaluation est relativement efficace du fait des deux effets. Le premier est d'ordre réputationnel. Il réside dans la volonté des individus de profiter (éviter) des conséquences monétaires associées à une bonne (mauvaise) réputation. Le second effet est émotionnel : les individus s'avèrent sensibles à la (des) approbation de leurs pairs
In recent years, many empirical studies have shown the positive effect of decentralized feedback mechanisms in the success of online marketplaces. In this dissertation, we aim at experimentally investigating to what extent a feedback mechanism is good enough to create trust among agents and to limit opportunistic behaviors. By providing information regarding past decisions, feedback mechanisms should have positive effects both on trust and trustworthiness. Our findings confirm this intuition. Agents assign positive (negative) ratings to reward (punish) a fair (unfair) behavior. Our study also shed light on the limits of such feedback mechanisms that could bias the feedback mechanism informational content. In particular, some ratings are assigned for strategic motives or other motives, not directly related to the transaction. We also study another informational bias ; the fact that agents can manipulate their reputation. Our findings indicate that the agents do not hesitate to manipulate, which reduces the efficiency of the feedback mechanism. Despite all these limits, feedback mechanisms remain powerful tools for the emergence of cooperation. This is mainly due to two different effects. The first effect is a reputational effect. In other words, people want to avoid the reputational costs of receiving a negative evaluation. The second effect is emotional : agents seek to avoid disapproval from their peers

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Marcaillou, Clément. "Serpentinisation et production d'hydrogène en contexte de dorsale lente : approche expérimentale et numérique." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00676948.

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Abstract:

L'altération hydrothermale d'une péridotite océanique conduit à une profonde transformation minéralogique qui correspond au " processus de serpentinisation ". Durant ce processus, le Fe2+ initialement contenu dans les olivines et/ou les pyroxènes peut s'oxyder en Fe3+ en incorporant des phases nouvellement formées comme la serpentine et la magnétite. L'hydrolyse de l'eau associée à cette réaction entraine la production de grandes quantités d'hydrogène. Au niveau des dorsales océaniques, de fortes concentrations en hydrogène et hydrocarbures ont été récemment mises en évidence sur quelques sites hydrothermaux d'un genre nouveau, tous situés dans un contexte ultrabasique. Dans le but de comprendre les processus contrôlant l'altération hydrothermale des péridotites, et en particulier la production d'hydrogène dans ce type de contexte, nous avons couplé des expériences de serpentinisation insitu à des simulations thermodynamiques. Les produits de synthèse obtenus dans nos expériences ont été caractérisés à l'aide de différents outils spectroscopiques, principalement par absorption des rayons X en synchrotron. Nous avons ainsi développé plusieurs protocoles expérimentaux permettant d'une part de quantifier les proportions des phases minérales, mais aussi de déterminer la distribution et la spéciation du fer dans nos échantillons altérés. Nos expériences montrent que la cinétique de serpentinisation est fortement dépendante des conditions physicochimiques (température, rapport eau/roche, état structurel et composition chimique de protolithe) présentes dans le milieu naturel. Parallèlement, ces travaux indiquent que les rôles joués par la serpentine et la magnétite dans la production d'hydrogène évoluent suivant la température mais changent également fortement au cours de la réaction. Ces résultats, affinés par des modélisations numériques, ont été replacés dans un cadre naturel, dans le but de déterminer les différents processus se produisant le long d'un trajet P-T hydrothermal. Il apparait ainsi que l'essentiel de la réaction de serpentinisation s'effectue sur le trajet " prograde " avec une production maximale d'hydrogène située autour de 325°C. Enfin, et grâce aux gradients de température estimés dans ce type de contexte, nous avons pu estimer la taille et la géométrie probable d'un site hydrothermal comme celui de " Rainbow ".

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Chebil, Omar. "Interactions et mobilité des organes abdominaux sous sollicitations dynamiques : Approche expérimentale et numérique." Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM4022/document.

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Abstract:

La cavité abdominale présente des organes nobles richement vascularisés qui possèdent une mobilité et une inertie importantes. Au cours des AVP, le niveau élevé d'accélération peut conduire à des arrachements de leurs systèmes d'attaches (dont les vaisseaux sanguins). L'objectif de ce projet est de comprendre comment prendre en compte les interactions et la mobilité des organes abdominaux pour évaluer leur influence sur les mécanismes lésionnels. Pour cela, nous avons tout d'abord caractérisé le comportement du ligament gastro-colique en traction jusqu'à la rupture. Son comportement hyperélastique a été relevé ainsi que sa sensibilité à la vitesse de déformation. Ensuite, nous avons étudié l'avulsion de la rate avec une approche couplant expérimentation et simulation numérique. Cela a permis d'identifier le comportement hyperélastique faiblement non linéaire du ligament pancréatico-splénique. Au travers de l'approche numérique, nous avons pu conclure que la modélisation de la jonction pancréatico-splénique doit s'appuyer sur la modélisation des structures vasculaires, mais doit également intégrer les tissus connectifs et leurs interactions avec les organes adjacents. Enfin nous avons amélioré la modélisation des interactions et de la mobilité des organes dans le modèle préexistant MELBA sur les résultats obtenus précédemment. La cinématique des organes a été évaluée par une étude comparative de la mobilité avec la première version du modèle. Ce modèle ainsi amélioré permet une meilleure représentativité des mécanismes lésionnels de la cavité abdominale en soulignant le rôle prépondérant de leurs systèmes d'attaches lors d'un traumatisme
The abdominal cavity presents noble and richly vascular organs which have an important mobility and inertia. During road accidents, the high level of acceleration may lead up to tearing of their attachments systems (including blood vessels) and therefore to serious haemorrhages. The target of this project is to understand how to take into account the interactions and the mobility of the abdominal organs in order to be able to assess their influence on the mechanisms of injury. Therefore, we have first of all characterized the performance of the gastro-colic ligament in uniaxial tension until the failure. We noted down its hyper-elastic performance as well as its sensitivity to strain rate. Afterwards, we studied the splenic avulsion with an approach combining experiments and numerical simulation. This has made it possible to identify the slightly nonlinear hyper-elastic performance of the pancreatico-splenic ligament. Through the numerical approach, we could conclude that the modelling of the pancreatico-splenic junction should rely on the modelling of the vascular structures, but should also integrate the connective tissues and their interactions with the adjacent organs. At last we improved the modelling of the interactions and of the organs' mobility in the pre-existing model MELBA upon the results obtained previously. The organs' kinematics was assessed through a comparative study of the mobility with the first version of the model. This model thereby improved allows a better representativeness of the mechanisms of injury of the abdominal cavity by highlighting the important role of their attachments systems during trauma

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Koscher, Matthieu. "Étude de l'extrusion monovis de mélanges d'élastomères : approche expérimentale et simulation numérique." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00443625.

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Abstract:

La compréhension et la modélisation des phénomènes physiques qui sont mis en jeu au cours du procédé d'extrusion monovis de mélange d'élastomère constituent l'objectif du travail de recherche. Après formulation d'un mélange clair, celui-ci a fait l'objet de plusieurs campagnes d'essais rhéologiques. Le même mélange a été rendu plus glissant par l'ajout de stéarate de zinc. Nous avons pu montrer que la rhéologie de volume restait proche de celle du mélange précédent et proposer différentes lois de glissement, dépendantes de la géométrie, par l'intermédiaire des dépouillements classiques de la littérature. Une étude expérimentale systématique a été entreprise, tout d'abord, sur une extrudeuse industrielle (5 vis différentes représentatives des vis utilisées en production), puis sur une extrudeuse de laboratoire (profils simples et modulaires). Des informations ont été obtenues par le relevé de paramètres tels que la pression, la température, le débit, le taux de remplissage (démontage)... Ainsi, à partir des résultats expérimentaux et de leurs interprétations, nous avons pu comparer les performances des différentes géométries et mélanges, et extrapoler les résultats d'une machine à l'autre. L'approche de modélisation 1D a mis en évidence la grande importance des effets de bord, liée au caractère très pseudoplastique du produit utilisé. En conséquence, le modèle 1D est inutilisable. On s'est alors dirigé vers un calcul en deux dimensions par éléments finis. Il intègre différents couplages qui ont été réalisés et validés au fur et à mesure. La comparaison à l'expérience montre un certain nombre de désaccords. La comparaison entre un vrai calcul 3D et le calcul à deux dimensions couplé montre un écart grandissant lorsque le coefficient de pseudoplasticité diminue. Comme pour l'approche 1D, le couplage longitudinal/transversal est pris en défaut pour des caoutchoucs à cause d'un indice de pseudoplasticité très faible. L'avenir semble donc passer par un vrai calcul tridimensionnel. Nous en avons montré la faisabilité en simulant l'écoulement dans de petits tronçons de vis. L'accord avec l'expérience est satisfaisant.

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Frackowiak, Bruno. "Approche expérimentale et simulation numérique des effets d'interactions entre gouttes en évaporation." Toulouse, ENSAE, 2007. http://www.theses.fr/2007ESAE0003.

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Abstract:

Cette thèse a pour objectif la modélisation des phénomènes d'évaporation autour des gouttes de carburant dans les chambres de combustion, phénomènes fortement inﬂuencés non seulement par les conditions ambiantes (pression, température, vitesse de l’air. . . ) mais aussi par la présence d’autre gouttes de carburant à proximité de la goutte considérée. La thèse s’appuie sur une mesure de la concentration de vapeur autour de jets de gouttes monodisperses par la technique de Fluorescence Induite par Laser (FIL) et sur une simulation numérique directe de l'évaporation des gouttes pour des conﬁgurations élémentaires telles la goutte isolée, le jet monodisperse et trois gouttes disposées en triangle. Cette simulation numérique, associée aux mesures expérimentales, permettra de valider des corrélations ﬁnes destinées à être introduites dans les simulations globales des chambres de combustion.

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Braymand, Frank. "Etude de la perforation par percussion de bétons : approche expérimentale et numérique." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0043.

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Abstract:

L'utilisation d'un perforateur électropneumatique portatif pour la perforation par percussion de bétons est une technologie très répandue. Cependant, les fondements théoriques nécessaires pour aborder la propagation d'ondes et la fragmentation du béton, peuvent être très complexes et parfois méconnus du milieu industriel. La tête du foret (plaquette carbure), soumise à un chargement transitoire, se comporte comme un poinçon qui pénètre le béton, provoquant broyage et fragmentation. Le calcul du rendement du travail mécanique dissipé dans la pénétration par rapport à l'énergie cinétique initiale de l'enclume, permet de quantifier l'efficacité de la perforation. Par notre approche expérimentale, nous avons montré qu'un rendement de 60 à 80 % est atteint en pratique avec les matériels étudiés, et pour des bétons de compositions différentes. Environ 70 % du travail total est développé durant le second aller-retour des ondes dans le foret. Nous avons montré que ces cycles de dissipation d'énergie se traduisent physiquement par une phase de broyage du béton et des débris de percement immédiatement sous la pointe de l'outil, suivie d'une phase de 'cratérisation', correspondant à la rupture fragile de la surface du matériau. La prise en compte de cette rupture fragile complique singulièrement les simulations de propagation d'ondes dans le foret par la nécessité d'utiliser des modèles de conditions limites spécifiques, et qui ne sont pas encore aujourd'hui parfaitement adaptés à cette phénoménologie. Toutefois, nous avons fait la démonstration de l'opportunité de ces simulations pour optimiser la géométrie de l'enclume et du foret en maximisant le rendement énergétique. Pour finir, nous avons initié une démarche de modélisation de la pénétration dynamique de la plaquette carbure dans le béton, avec un code de calcul basé sur la méthode élément fini explicite. Suite aux résultats obtenus, nous avons suggéré des perspectives de développement du code de calcul, et plus particulièrement, des lois de comportement du matériau béton
The use of a portable electro pneumatic hammer drill for the percussive drilling of the concrete is a well-developed technology. At the same time the necessary theoretical background of the wave propagation and concrete fragmentation may be quite complex and not fully known to the industry. The head of the drill bit (carbide tip) submitted to a transient loading, behaves like a punch that pierces the concrete causing its crushing and fragmentation. The calculation of the dissipated “mechanical work” during the penetration can be compared to initial “kinetic energy” of the anvil, in order to quantify the efficiency of the perforation process. With our experimental approach, we have shown that the efficiency of 60 to 80% is reached in reality for the studied materials and for concretes of various compositions. Around 0. 7 of the work is dissipated during the second passage of the waves in the drill bit. We have shown that these cycles of energy “dissipation” can be physically interpreted as progressive crushing of the concrete immediately under the cutting edge of the tool followed by dust formation and chipping as the failure of the surface layer develops. The process of brittle fracture makes it difficult to perform a simulation of wave propagation in the drilling rod because suitable modified boundary conditions have not been yet implemented in the computational method. Nonetheless, a successful attempt was made to optimize the anvil and drill bit geometry for maximizing the efficiency of the process. Finally, a great deal of modelling effort was put to describe the dynamic penetration of carbide tip in the concrete, using commercial explicit finite element codes. Based on the results obtained, we have indicated a need for further development of computer codes in the area of the material laws of the concrete material

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Calamaz, Madalina. "Approche expérimentale et numérique de l'usinage à sec de l'alliage aéronautique TA6V." Bordeaux 1, 2008. http://www.theses.fr/2008BOR13605.

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Abstract:

Pour optimiser l’usinage, il faut d’abord comprendre les mécanismes d’endommagement des outils de coupe. Pour cela, il est nécessaire de connaître l’évolution des paramètres de contact outil/copeau avec les conditions d’usinage. Dans ce sens, des essais de coupe orthogonale en rabotage et tournage ont été mis en place. Leur instrumentation nous permet d’accéder à la morphologie des copeaux, au frottement à l’interface outil/copeau, à la longueur de contact outil/copeau. Le mécanisme de formation des festons de copeau en TA6V et la mesure de l’angle de cisaillement sont également accessibles par l’utilisation d’une caméra vidéo rapide CCD. Les champs de température et de contraintes développés au voisinage de l’interface outil/copeau influent de façon importante sur la durée de vie des outils. Ils sont difficilement accessibles par l’expérimentation, mais peuvent être déterminés à l’aide de simulations numériques du processus de coupe. Leur justesse est conditionnée par la capacité de la modélisation à prédire des efforts de coupe et une morphologie du copeau en accord avec l’expérimentation. La principale difficulté des approches numériques concerne la prédiction de la morphologie particulière du copeau de TA6V. Le nouveau modèle de comportement développé dans ce projet tient compte de transformations microscopiques comme la restauration et/ou la recristallisation dynamique. Il a été introduit dans les simulations numériques de l’usinage et a conduit à l’obtention d’une bonne corrélation entre les prédictions et les résultats expérimentaux pour une large gamme de vitesses de coupe
In order to optimize machining, it is initially necessary to understand the cutting tools damage mechanisms. For that, it is necessary to know the evolution of the tool/chip contact parameters with the machining conditions. In this way, orthogonal cutting tests in planning and turning configurations were carried out. The instrumentation of these tests allow to access to the chip morphology, the friction at the tool/chip interface and the tool/chip contact length. The mechanism of the TA6V chip segmentation and the measurement of the shear angle can also be reached by using a CCD high speed camera. The temperature and the stress fields developed at the tool/chip interface influence significantly the tool life. They are difficult to reach by experimentation, but can be obtained using numerical simulation of machining process. Their accuracy is conditioned by the capacity of modeling to predict cutting forces and a chip morphology corresponding to experimentation. Nowadays, the principal difficulty of the numerical approaches is to predict the special morphology of the TA6V chip. The new material behaviour model developed in this study takes into account microscopic transformations such as restoration and/or dynamic recrystallization. This new material law was introduced in the numerical machining simulations and led to a good correlation between experimental predictions and results for a large range of cutting speed

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Majcherczak, Didier. "Étude thermique d'un contact glissant : approche numérique et expérimentale : application au freinage." Lille 1, 2003. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2003/50376-2003-169-170.pdf.

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Abstract:

Étude thermique des contacts glissants est complexe car elle doit associer de nombreux domaines de la mécanique qui sont fortement couplés. Quant aux applications technologiques elles sont nombreuses. Panni elles, le freinage, et notamment le frein à disque, est une des plus importante de part son aspect sécurité. Ils sont soumis à de fortes dégradations telles que fissuration, défonnation structurelle, usure dans lesquelles il est délicat de faire la part des contributions thenniques et tribologiques. Un problème de fond demeure: celui de la connaissance des niveaux de températures atteints, les mécanismes de production d'énergie, etc. La bibliographie regorge d'études sur les contacts glissants qui sont classés en contacts parfaits (ou lisses) et contacts imparfaits (ou avec aspérités). Très peu d'études considèrent le cas d'un contact avec un troisième corps. Ce dernier est généralement négligé sous prétexte de sa faible conductivité. Ces modèles considèrent une génération de chaleur par frottement de type surfacique. De nombreuses études thenniques, analytiques et numériques, appliquées au freinage par disque ont déjà été réalisées. Elles utilisent généralement les hypothèses issues des modèles de contact parfait et plus précisément celle de températures égales au niveau des surfaces apparentes. La comparaison de tous ces modèles sur un freinage d'arrêt automobile a pennis de définir les limites de leur utilisation. Cependant, le niveau des températures atteint ne pennet pas d'expliquer les dégradations subies par les freins à disque. Des observations expérimentales ont montré la présence d'un saut important des températures à l'interface. Ce dernier ne peut être modélisé avec l'hypothèse d'un contact parfait. Un nouveau modèle basé sur la présence d'un troisième corps au sein du contact est proposé. Ce dernier est considéré comme étant volumique, homogène et continu sur toute la surface de contact. Une génération de chaleur volumique unifonne dans tout le troisième corps est dans un premier temps considéré. Les premiers résultats montrent un saut de températures très net entre la surface du disque et celle de la garniture. Une étude de sensibilité a montré une forte dépendance vis-à-vis de l'épaisseur de la couche du troisième corps. Sa conductivité thennique est également un paramètre influant alors que la capacitance thennique ne modifie en rien le niveau des températures. Une seconde étude de sensibilité a été menée sur le profil de génération de chaleur volumique. Trois profils d'accommodation de vitesse ont été considérés. Ils pennettent de montrer une importance vis à vis du gradient de vitesse (représentatif du taux de cisaillement) surtout en ce qui concerne la température de surface de la garniture. Afin de mieux comprendre et d'appréhender le rôle de ce troisième corps d'un point de vue thennique, un dispositif expérimental simple a été élaboré. Il consiste à faire frotter deux cylindres, l'un en saphir (pièce tournante) et l'autre en acier (pièce fixe). Des comparaisons entre les résultats obtenus par des thennocouples de surfaces, une caméra infrarouge ainsi que des observations de surfaces ont permis d'établir des corrélations entre accumulation de troisième corps et échauffement local de la surface de frottement. Un modèle numérique du dispositif a été élaboré sur le principe du contact à trois corps. Les résultats expérimentaux et numériques obtenus sont cohérents et montrent l'intérêt et la représentativité d'un modèle avec troisième corps volumique, homogène et continu.

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Van, Roey Jan. "Etude du comportement dynamique des matériaux granulaires et tissés : approche expérimentale et simulation numérique." Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10179/document.

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Abstract:

Le travail de thèse porte sur l’étude des phénomènes de l'absorption d'une onde de choc par un matériau granulaire, de l’impact balistique dans un matériau granulaire, et de l’impact balistique sur un tissu. Afin d'évaluer l'absorption d'une onde de choc par un matériau granulaire, un dispositif expérimental a été conçu, qui permet d'évaluer à la fois la pression incidente et réfléchie, et la déflexion et l'accélération d'une plaque de référence, en fonction du temps. Le comportement du système étudié est décrit par un modèle masse-ressort-amortisseur à un degré de liberté.La performance balistique d'un granulat, soumis à l'impact d'un projectile sphérique, est étudiée sur la base de l'évolution de la vitesse de la bille dans le matériau. L'impact dans le matériau granulaire peut être considéré comme un impact hydrodynamique. Au niveau de l'étude numérique, deux approches sont utilisées pour l'application de la sollicitation sur le matériau granulaire : application directe de la pression de l'onde de choc, et propagation de l'onde dans un domaine Eulérien. De même, pour le granulat, plusieurs modèles de comportement sont étudiés. Dans le modèle numérique, le matériau granulaire est modélisé par un matériau équivalent homogénéisé. Un protocole expérimental spécifique a été développé en vue de la mesure continue de la vitesse d'un projectile lors de l'impact sur un tissu. La confrontation entre les résultats expérimentaux et un modèle analytique sur la base du principe de la conservation de quantité de mouvement, démontre que le modèle analytique simple est capable de décrire l'évolution de la vitesse pendant la première phase après l'impact
This thesis deals with the absorption of shock wave energy by a granular material, and with the study of ballistic impact in fabrics and granular materials. For the assessment of shock wave absorption by a granular material, a test set-up was developed. This set-up allows the evaluation of incident and reflected pressure, and deflection and acceleration of a reference plate as a function of time. An analytical mass-spring-dashpot model with one degree of freedom can predict the deflection correctly. The ballistic performance of a granular material, impacted by a spherical projectile, is evaluated in terms of velocity decay through the material. The experimental results indicate that the impact can be considered as a hydrodynamic impact.In the numerical study, two approaches are used to apply the pressure on the granular material: direct application of the pressure on the sample, and propagation of the shock wave through an Eulerian domain. For the granular material, considered as homogeneous and isotropic, different models have been analysed. A new test set-up was developed for the continuous measurement of the projectile velocity during the penetration in ballistic fabric. The experimental results are compared to an analytical model, based on the conservation of momentum. It appears that the very simple analytical model describes the velocity evolution very well during the first phase after impact

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Nguyen, Le Hung. "Béton de structure à propriétés d'isolation thermique améliorées : approche expérimentale et modélisation numérique." Phd thesis, Université de Cergy Pontoise, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00931711.

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Abstract:

Dans un bâtiment, les déperditions thermiques proviennent de diverses parties opaques (mur, toit et plancher) qui peuvent contenir du béton. Il est donc intéressant d'envisager des formulations de béton de structure avec des propriétés d'isolation thermique améliorées. L'utilisation de granulats légers, qui possèdent de bonnes propriétés thermiques grâce à leur structure poreuse, peut être une solution pour améliorer la capacité d'isolation des éléments en béton. Cette technique d'isolation répartie peut permettre d'éviter des dispositifs constructifs lourds tout en répondant aux exigences de la RT 2012. La présente étude a pour objectif d'optimiser le couple performance mécanique - capacité isolante des bétons de granulats légers. Elle repose sur une double approche expérimentale et numérique.Les bétons de granulats légers ciblés ont une masse volumique inférieure à 1500 kg/m3 et une résistance en compression supérieure à 25 MPa. L'influence de la nature des granulats légers, du taux de substitution du sable alluvionnaire par du sable léger, du rapport E/C et de l'ajout de fumée de silice sur les performances mécaniques et thermiques des bétons est étudiée afin de proposer des formulations adéquates pour une large gamme d'usage structurel. Le module d'Young, la résistance en compression, la conductivité thermique et la diffusivité sont mesurées sur 25 formulations de bétons de granulats légers. Le comportement thermique de ces différents bétons en fonction de facteurs climatiques, comme la température et le degré d'humidité est aussi examiné afin d'optimiser leurs propriétés d'isolation thermique. L'ensemble des résultats expérimentaux permet une meilleure compréhension de la relation entre la formulation des bétons de granulats légers et leur rapport performance mécanique / pouvoir isolant. En s'appuyant sur certaines mesures expérimentales, des modélisations numériques reposant sur des techniques d'homogénéisation permettent d'identifier des propriétés thermiques (conductivité thermique, chaleur spécifique) et mécaniques (module d'Young, résistance à la rupture) des granulats légers (gravillons et sables) difficilement mesurables expérimentalement. Connaissant les propriétés thermiques et mécaniques des différents constituants, des modélisations prédictives des comportements macroscopiques des bétons légers sont développées à partir de schémas d'homogénéisation pour des matériaux multi-phases polydisperses. Les outils développés sont comparés et validés par confrontation aux mesures expérimentales pour les différentes familles de bétons de granulats légers étudiés. Ils permettront par la suite d'alléger les coûts et délais des campagnes expérimentales de mise au point des formulations. La modélisation, sur une année, des transferts thermiques à travers une enveloppe de bâtiment en béton de granulats légers permet de quantifier l'amélioration des performances thermiques des bétons de granulats légers par rapport à un béton classique.

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Salamone, Salvatore. "Propriétés physiques des empilements de fibres macroscopiques : une approche expérimentale, théorique et numérique." Thesis, Strasbourg, 2018. http://www.theses.fr/2018STRAE007/document.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est de comprendre comment la forme intrinsèque des fibres individuelles contrôle les propriétés collectives des empilements, en particulier leurs propriétés mécaniques (élasticité) et électriques. Nous nous intéressons à des fibres longues, alignées selon une direction privilégiée et présentent un désordre de forme important. Notre étude est expérimentale et numérique. Nous proposons un modèle à deux dimensions, de champ moyen auto-cohérent, décrivant l'élasticité collective de l'empilement à partir des propriétés individuelles des fibres : leurs distribution de désordre ainsi que leurs module de courbure. Nous obtenons une équation d'état qui décrit avec un bon accord l'élasticité de nos empilements de fibres, sans paramètre ajustable, mais à un facteur multiplicatif près. Nous obtenons des résultats comparables entre les études expérimentale et numérique
The purpose of this work is to understand how intrinsic shape of individual fibers controls the collective behavior of fiber stacks, in particular the mechanical (elasticity) and electrical properties. We consider long fibers, aligned towards one preferential direction with a significant disorder shape. Our study is experimental and numerical. We propose a two dimensions self consistent mean field model which describes the collective elasticity from the individual properties of fibers : the disorder distribution and the bending modulus. We obtain an equation of state which describes with a good agreement the stacks elasticity, without any fit parameters, however up to a multiplicative constant. We obtain similar results between experimental and numerical studies

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Fall, Marième. "Approche expérimentale et numérique de l'usure du carbure de tungstène sous impact-glissement." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSEC009/document.

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Abstract:

Le sujet de ce mémoire de thèse concerne l’usure des inserts en carbure de tungstène soumis à des sollicitations d’impact-glissement. Ces inserts situés sur la tête de coupe de tunneliers permettent d’excaver le sol. Ces carbures sont caractérisés par une dureté élevée et une résistance à l’usure importante ; néanmoins, ils sont soumis à des conditions d’excavation sévères qui finissent par les endommager. Il est donc primordial d’augmenter leur résistance à l’usure afin d’augmenter leur durée de vie dans le but de réduire les opérations de remplacement et les coûts. Une étude expérimentale avec un banc d’impact-glissement permet de solliciter les carbures de tungstène dans des conditions proches de celles rencontrées lors de l’excavation. Nous analysons trois carbures de tungstène avec des propriétés et des compositions différentes. Un des trois carbures sert de référence et est utilisé industriellement. Les deux autres carbures ont été développés récemment. Une bille, en acier 100Cr6 ou en carbure de silicium, est soumise à un déplacement vertical, et vient impacter l’échantillon en carbure de tungstène. Le déplacement de deux lames flexibles, situées sous l’échantillon impacté, permet de générer le glissement au moment de l’impact. L’abrasion et l’adhésion sont les principaux mécanismes d’usure, accompagnés de la formation de fissures dans le cas du carbure le plus fragile. Le volume d’usure dépend fortement de l’énergie d’impact, du nombre d’impacts, de l’angle d’impact, de la nature des matériaux au contact et de l’environnement de contact. Le carbure de référence s’use le plus parmi les trois carbures. De plus, le glissement contribue à augmenter l’usure et la bille en SiC forme une couche sacrificielle avec l’un des carbures développé récemment. La présence d’argon au contact tend à réduire l’adhésion et, par conséquent, l’usure est moins sévère. Parallèlement aux tests expérimentaux, une analyse numérique par éléments finis sous Abaqus/Explicit est réalisée. Un modèle 3D représentant le contact entre la bille et le plan incliné a été développé en mettant en avant la dynamique du contact. Cela nous donne accès à des grandeurs non déterminées expérimentalement (distance glissée, énergie dissipée par frottement, énergie de déformation plastique, contraintes au contact) et permet ainsi de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu lors du contact. Les coefficients énergétiques d’usure obtenus expérimentalement sont mis en corrélation avec les énergies dissipées par frottement et les énergies de déformation plastique. La distribution des contraintes de traction et de compression permet d’établir un lien avec la formation des fissures pour le carbure le plus fragile. Cette approche expérimentale combinée à la simulation numérique nous permet de mieux comprendre les phénomènes d’endommagement qui se déroulent au contact de l’insert
Tungsten carbide cutting tools are very frequently used for tunnel boring machines, as inserts on the drag bits at the front face. With their high toughness, hardness and their wear resistance, they are highly suitable for this kind of application. During excavation, those tools are subjected to important mechanical stresses mostly represented as repetitive impacts combined with the sliding motion induced by the rotation of the cutting wheel. In this regard, their lifetime should be optimized in order to reduce the maintenance operations cost. This thesis highlights the wear mechanisms associated to the impact-sliding motion of tungsten carbide cutting tools. An experimental approach is presented with an impact-sliding test rig allowing to represent the contact dynamics closed to the one observed during the excavation. The test rig is developed with a ball/flat configuration. The ball undergoes a vertical sinusoidal motion derived by an electromagnetic shaker and impacts the inclined tungsten carbide sample. There are two vertical foils underneath the tungsten carbide, which slide backward during the impact: this induces the sliding motion. Three types of tungsten carbides with different chemical compositions, production processes and mechanical properties have been tested. AISI 52100 and SiC balls are considered in this study. Abrasion and adhesion are mainly observed on wear scars, with cracks initiation for the more brittle tungsten carbide. Wear volume depends on many factors : the impact energy, the number of impacts, the impact angle, the ball material, the hardness of materials and the environment under which they are tested. The reference material wears out the most with larger wear scars. The sliding motion contributes greatly on the wear and SiC ball tends to create a sacrificial layer in some conditions. Tests run under argon showed that adhesion is less likely to occur at the contact. Besides, a 3D finite element dynamic model has been developed with the use of ABAQUS/Explicit. Experimental data are taken into account in order to obtain simulation conditions analogous to those in the experimental study. This numerical approach gives an insight on wear phenomena involved in this impact-sliding contact. In addition to this, parameters that were unreachable experimentally could be calculated (sliding distance, friction dissipated energy, plastic deformation energy). Energetic wear coefficient, calculated experimentally, can be correlated with the dissipated energy and the plastic deformation energy. Cracking features are linked to the contact stress distribution. Numerical results provide an input on experimental data and help in understanding complex wear processes entailed in this impact-sliding conditions

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Satthumnuwong, Purimpat. "Approche expérimentale et numérique de la rupture des assemblages collés de composites stratifiés." Thesis, Dijon, 2011. http://www.theses.fr/2011DIJOS052/document.

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Abstract:

L’assemblage des matériaux composites par collage présente des avantages incontestés par rapport à d’autres méthodes telles que le boulonnage ou le rivetage. Cependant, la principale difficulté que rencontrent les concepteurs est celle de la prévision du niveau et du mode de rupture de ces collages. Dans le cas des composites stratifiés, un des facteurs influents sur le comportement des joints collés est la séquence d'empilement, mais les travaux présentés dans la littérature ne séparent pas les effets globaux (modification des rigidités de membrane et de flexion) et les effets locaux (orientation des plis au contact de la colle). La présente étude s'intéresse à la caractérisation de ces effets dans le cas de joints de type simple recouvrement de stratifiés carbone/epoxy. Pour isoler les effets locaux, des séquences d'empilement spécifiques quasi isotropes quasi homogènes sont utilisées. A propriétés de raideur globale égales, des différences de résistance de plus de 30% sont observées selon les séquences considérées. Les essais réalisés avec un stratifié symétrique anisotrope en flexion montrent également que la raideur en flexion joue un rôle important dans le comportement des joints. Les modèles analytiques utilisés prédisent les effets globaux avec une bonne précision mais sont inappropriés lorsque des phénomènes locaux se produisent. Une approche par éléments finis permet de prendre en compte ces phénomènes, en modélisant explicitement les plis au contact de la colle et en rendant possible le décollement interlaminaire de ces plis à l'aide d'un modèle de zone cohésive. Cette modélisation est mise en œuvre pour réaliser une étude paramétrique de la géométrie du joint et pour produire une enveloppe de rupture en fonction de la direction de sollicitation
Adhesive bonding of composite materials has undeniable advantages over other methods such as bolting or riveting. However, one of the difficulties encountered by designers is the prediction of the failure level and failure mode of these adhesively bonded assemblies. In the case of composite laminates, one of the factors acting on the bonded joint behaviour is the stacking sequence, but works presented in the literature do not separate global effects (membrane and bending stiffness modification) and local effect (ply orientation near the adhesive layer). This study deals with the characterization of such effects in the case of single lap joints of carbon/epoxy laminates. In order to isolate the local effects, specific quasi isotropic quasi homogeneous stacking sequences are used. When stiffness properties are maintained constant, strength variations of more than 30 % are observed. Tests performed with a symmetric laminate with bending anisotropy show that the bending stiffness plays also an important role in the joint behaviour. Closed form models are able to predict global effects with a good accuracy but are inappropriate when local effects occur. The use of finite element models can account for these phenomena, by explicitly modelling the laminate plies near the adhesive layer and introducing delamination between these plies with a cohesive zone model. This model is used to perform a parametric study of the joint geometry and to produce a failure envelope according to the orientation of the loading

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Blanc, Ludovic. "Caractérisation expérimentale et numérique du chargement généré par une explosion sur un bâtiment." Thesis, Bourges, INSA Centre Val de Loire, 2016. http://www.theses.fr/2016ISAB0001.

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Abstract:

Les travaux présentés dans ce mémoire s'inscrivent dans le cadre de deux projets, l'un européen, BASIS (Blast Actions on Structure In Steel), et l'autre français BATIRSÛR (Bâtiment en acier en zone PPRT de surpression), qui visent à mieux appréhender la vulnérabilité des bâtiments à ossature métallique face à un aléa de surpression. En particulier, ce travail a consisté à étudier les interactions entre une onde de souffle et une structure afin de caractériser le chargement global induit par une explosion. À partir de la génération d’ondes de souffle par détonation ou déflagration d'une charge gazeuse de propane oxygène, des campagnes expérimentales à petite échelle ont été conduites. Elles ont permis de mettre en défaut pour les faibles niveaux de surpressions étudiés (< 200 mbar) certaines approches simplifiées existantes. Des alternatives ont alors été proposées. Les coefficients de réflexion, caractérisant le chargement, ont été mesurés. De nouvelles valeurs sont proposées, notamment pour caractériser la diffraction d'une onde issue d'une déflagration. Les données du chargement résultant d’une déflagration et d’une détonation ont été comparées dans des configurations identiques. La propagation en champ libre de l’onde de souffle issue d’une déflagration a été reproduite au moyen du modèle du piston sphérique. Pour une de détonation, un modèle prédictif de ballon d'air comprimé, reposant sur la donnée de la masse volumique et l’énergie interne spécifique de l’explosif, a été développé et validé en champ lointain par comparaison avec les essais expérimentaux. Son utilisation a permis de mettre en évidence les atouts et les limites des simulations numériques pour reproduire le chargement
The work presented in this thesis fall within two project, one European, BASIS (Blast Actions on Structure In Steel), and the other French BATIRSÛR (steel building in PPRTs area overpressure), which both aimed at better understanding the vulnerability of metal framed buildings against an overpressure hazard. In particular, our objective was to study the interaction between a shock wave and a structure in order to characterize the overall loading induced by an explosion. From the generation of blast wave by deflagration or detonation of an oxygen propane mixture, small-scale experimental campaigns were conducted. These experimental campaigns highlighted for low levels of overpressure (<200 mbar) some limitations in the existing simplified approaches. Alternatives have then been given. Reflection coefficients, characterizing the loading, were measured. New values were obtained, especially to characterize the diffraction. Data resulting from deflagration and detonation we recompared under identical configurations. The free field propagation of the blast wave generated by a deflagration was reproduced by using the model of the spherical piston. For a detonation, a predictive model of compressed balloon based on the data of the density and the specific internal energy has been developed and validated in far-field range using comparison with experimental tests. Its use has helped highlight the assets and limits of numerical simulation in order to reproduce the loading induced by a detonation

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Felis-Carrasco, Francisco. "Atomisation et dispersion d'un jet liquide : approches numérique et expérimentale." Thesis, Ecole centrale de Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017ECDM0001/document.

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Abstract:

L'atomisation d'un jet circulaire d'eau typique des applications agricoles est présentée dans cette étude. Maîtriser la dispersion de l'eau à des fins d'irrigation ou de traitements phytosanitaires implique de réduire la consommation d’eau et la pollution de l'environnement. Un cas d'étude simplifié est construit : une buse ronde dn=1.2 mm et d'une longueur Ln=50dn y est considérée. La vitesse d'injection est fixée à UJ=35 m/s et alignée avec la gravité, plaçant le jet liquide dans un régime d'atomisation turbulent. L'écoulement est statistiquement axisymétrique. L'approche est à la fois expérimentale et numérique.Un modèle multiphasique Eulérien de mélange décrit l'écoulement constitué de deux phases. Plusieurs modèles de turbulence U-RANS sont utilisés: k-ε et RSM. Une attention particulière est alors portée à la modélisation des effets de masse volumique variable issus de la formulation du fluide de mélange. Un solveur numérique spécifique est développé à l'aide du code CFD OpenFOAM. Une série de cas d'étude est construite pour tester l'influence de la modélisation de la turbulence et des fermetures de premier/second-ordre des flux massiques turbulents.Les techniques optiques (LDV et DTV) sont déployées pour recueillir des informations statistiques des phases liquide et gazeuse du spray. La campagne expérimentale est réalisée de x/dn=0 jusqu'à x/dn=800. En ce qui concerne la LDV, des gouttelettes d'huile d'olive (~1 µm) permettent d'analyser la phase gazeuse. Une distinction entre les gouttes de liquide et ces traceurs est obtenue par une configuration spécifique de la source laser et le paramétrage de la détection des bouffées Doppler (Filtre-BP et le SNR). Dans la zone dispersée, les mesures par DTV permettent d'estimer les vitesses et les tailles des gouttes. Une attention particulière est portée à l'estimation de la profondeur de champ (DOF) afin d'obtenir une corrélation taille-vitesse des gouttes moins biaisée.Les résultats numériques et expérimentaux concordent pour le champ de vitesse moyenne. Une forte dépendance au modèle de turbulence est trouvée. Cependant, le modèle RSM ne simule pas le comportement du tenseur de Reynolds. En effet, ni l'anisotropie trouvée expérimentalement (R22/R11≈0.05), ni la vitesse de glissement liquide-gaz ne peuvent être reproduites; même avec une fermeture au 2nd-ordre des flux massiques turbulents. Le fort rapport de masse volumique (eau/air), la directionnalité de l'écoulement et la production d'énergie cinétique turbulente peuvent être à l'origine d'une faible dispersion et d'un faible mélange entre les deux fluides. Ce mécanisme n'est pas encore clarifié du point de vue de la modélisation RSM
A typical water round-nozzle jet for agricultural applications is presented in this study. The dispersion of a liquid for irrigation or pesticides spraying is a key subject to both reduce water consumption and air pollution. A simplified study case is constructed to tackle both scenarios, where a round dn=1.2 mm nozzle of a length Ln=50dn is considered. The injection velocity is chosen to be UJ=35 m/s, aligned with gravity, placing the liquid jet in a turbulent atomization regime. The flow is considered statistically axisymmetric. Experimental and numerical approaches are considered.An Eulerian mixture multiphase model describes the original two-phase flow. Several U-RANS turbulence models are used: k-ε and RSM; where special attention is taken to the modelling of variable density effects from the mixture formulation. A custom numerical solver is implemented using the OpenFOAM CFD code. A series of study cases are constructed to test the influence of the turbulence modeling and first/second-order closures of the turbulent mass fluxes. LDV and DTV optical techniques are used to gather statistical information from both the liquid and the gas phases of the spray. The experimental campaign is carried out from x/dn=0 to x/dn=800. Concerning the LDV, small (~1 µm) olive-oil tracers are used to capture the gas phase, where a distinction between the liquid droplets and tracers is achieved by a specific set-up of the laser power source and the burst Doppler setting (BP-Filter and SNR). On the dispersed zone, DTV measurements are carried out to measure velocities and sizes of droplets. Special attention to the depth-of-field (DOF) estimation is taken in order to obtain a less biased droplet’s size-velocity correlation.Numerical and experimental results show good agreement on the mean velocity field. A strong dependence on the turbulence model is found. However, the RSM does not capture the same behaviour on the calculated Reynolds stresses. Indeed, neither the experimental anisotropy (R22/R11≈0.05), nor the liquid-gas slip-velocity can be reproduced, even with a second-order closure for the turbulent mass fluxes. The strong density ratio (water/air), flow’s directionality and production of turbulent kinetic energy may be the cause of a weak dispersion and mixing between the two fluids. This mechanism is not yet clarified from a RSM modeling point-of-view

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Remy, Benoit. "Caractéristiques d'une butée de turbocompresseur : Approches numérique et expérimentale." Thesis, Lyon, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAL0125.

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Abstract:

En raison de la tendance grandissante du downsizing, des hautes performances, des réductions de la consommation et des émissions des véhicules modernes, la turbocompression des moteurs thermiques s’avère de plus en plus innovante et technologique. Leader dans ce domaine, Honeywell Turbo Technologies s’intéresse à deux axes de recherche majeurs des systèmes lubrifiés. Un délai temporel est couramment observé entre l’appui sur la pédale d’accélérateur et l’augmentation de la pression de l’air ambiant du côté de la roue compresseur. Il s’agit du décalage turbo ou turbo lag. Celui-ci a pour origine principale l’existence d’un couple de frottement parasite au sein de la butée. En ce qu’il pénalise les performances du turbo et limite le confort de conduite, la réduction du turbo lag constitue un enjeu majeur de l’industrie des turbocompresseurs automobiles. En tant que phénomène présent à chaque instant du fonctionnement du véhicule, les pulsations moteurs constituent également un axe de recherche primordial. Celles-ci proviennent des ouvertures et fermetures successives des soupapes des cylindres et résultent en d’importantes variations de la charge axiale appliquée à la butée du turbocompresseur. Or le dimensionnement actuel de la butée se basant sur l’étude stationnaire des cas critiques de la vie réelle du moteur, l’influence de ces pulsations sur le comportement de la butée doit être déterminée. Ce manuscrit présente une modélisation thermohydrodynamique du contact de la butée appliquée au cas des turbocompresseurs. Une équation de Reynolds modifiée est établie et intègre le modèle Modifié de Phan-Thien et Tanner. Elle relie les caractéristiques rhéologiques des huiles de moteurs actuelles au comportement macro-moléculaire des additifs à longues chaînes de polymères qu’elles contiennent. La nécessité de considérer les effets inertiels du fluide ainsi que la recirculation inter-patin est démontrée. L’influence de l’élasticité du lubrifiant sur la dissipation d’énergie au sein du contact est analysée numériquement. Il est montré qu’un compromis sur l’élasticité du lubrifiant peut mener à une réduction du turbo lag. De plus, un banc d’essai est développé en régime transitoire afin de mettre en évidence l’influence des pulsations moteurs sur les performances de la butée. Les résultats obtenus expérimentalement corroborent les effets dynamiques observés par les prédictions numériques
With increasing focus on downsizing, high performances, low fuel consumption and emission reduction of modern vehicles, turbochargers of combustion engines have become more and more innovative and technological. Leader in this field, Honeywell Turbo Technologies is interested in two major lines of research regarding lubricated contacts. A delay in response time is frequently observed between the gas pedal push and the pressure rise of ambient air at the compressor wheel. It is called turbo lag. This phenomenon is mainly induced by a parasitic frictional torque existing in the thrust bearing contact. Penalizing turbochargers performances and drivability, the reduction of turbo lag constitutes a major concern for the automotive turbocharger industry. As an event constantly occurring on working engines, exhaust gas pulsations represent an essential line of research. Due to successive openings and closings of engine valves, these pulsations result in significant axial load variations applied to the turbocharger thrust bearing. Current sizing of thrust bearing design resting on steady state studies of critical on-engine cases, the influence of exhaust gas pulsations on the thrust bearing behavior needs to be determined. This thesis presents a thermohydrodynamic model of the thrust bearing contact applied to turbochargers. A Modified Reynolds equation is established and uses the Modified Phan-Thien and Tanner model. It connects rheological characteristics of current engine oils to the behavior of long polymeric chain additives they contain. The necessity for fluid inertia and oil recirculation to be considered is demonstrated. The influence of oil elasticity on energy dissipation within the contact is numerically analyzed. A compromise on the extent of oil elasticity can lead to a turbo lag reduction. In addition, a thrust bearing rig is developed to highlight the influence of exhaust gas pulsations on thrust bearing performances. Experimental results support dynamic effects predicted by simulations

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Tran, Dinh Cuong. "Interaction rupture-flambage, le cas du "splitting" de tube métallique : approche expérimentale et numérique." Phd thesis, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00825603.

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Abstract:

Lorsqu'on découpe un feuillard à l'aide d'un outil, ou lorsqu'on découpe un tube selon son axe, au fur et à mesure que l'on propage la fissure qui traduit la découpe il arrive que des ondulations de flambage perturbent les deux bords libres générés par la propagation de la fissure. Cette étude vise à analyser les origines de ces ondulations. Nous avons mené une campagne expérimentale, dans laquelle des tubes en acier inox avec différentes géométries (rayon/épaisseur) sont " découpés " selon une génératrice. Une instrumentation adéquate, couplant des mesures ponctuelles, à l'aide de jauges de déformation, et une méthode champ par corrélation d'image, nous a permis de correctement mettre en exergue la phénoménologie, en particulier les cinématiques induites à l'échelle géométrique de la fissure (front de fissure) ainsi qu'à l'échelle du tube, avec les longueurs d'onde de flambage observées à l'aval de la fissure. La modélisation numérique menée en non linéaire géométrique (flambage), matériau (déchirure ductile), et conditions aux limites (contact) est aussi abordée à l'aide du code de calcul Abaqus/Standard. Pour la gestion de la propagation de la fissure, deux modèles de rupture sont proposés. Le premier modèle dit zone cohésive est développé et implanté dans le code Abaqus via la subroutine UEL. Pour la deuxième modélisation, nous avons utilisé le modèle dit " d'endommagement ductile " du code Abaqus. La modélisation via des éléments massifs ou des éléments coques volumiques ainsi que l'utilisation de ces modèles de rupture permettent de corroborer les observations expérimentales. Ces travaux montrent que l'augmentation de la charge inhérente au déplacement de l'outil de " découpe ", induit une extension dans la direction circonférentielle et donc une striction dans la direction radiale amenant finalement la rupture. Lors de la rupture, un " sillage plastique " apparait, relativement large, près et parallèle aux bords de la fissure. " Confiné " par les autres parties du tube qui restent élastiques, des contraintes de compression axiale résiduelles apparaissent dans ce sillage plastique, à l'aval de la fissure, leur intensité est suffisante pour produire les ondulations des bords libres qui traduisent un flambage local. Les contraintes résiduelles liées à l'opération de découpe induisent donc le flambage.

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Koscher, Matthieu. "Etude de l' extrusion monovis de mélanges d' élastomères : Approche expérimentale et simulation numérique." Paris, ENMP, 2003. http://www.theses.fr/2003ENMP1109.

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Saunier, Sébastien. "Influence d'un gradient thermique sur le frittage d'alumines : approche expérimentale, modélisation et simulation numérique." Saint-Etienne, EMSE, 2006. http://www.theses.fr/2006EMSE0004.

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Abstract:

Avec le développement des nouveaux procédés de frittage, les cycles thermiques sont de plus en plus rapides. De tels cycles thermiques entraînent le développement de gradients thermiques au sein du matériau. Se pose alors la question des conséquences de ces gradients sur la frittabilité des matériaux. Dans ce cadre, cette étude a pour objectif d'apporter une meilleure compréhension du rôle des gradients de température au cours du frittage de l'alumine. Pour cela, un four a été mis au point. Grâce à ce four, les effets d'un gradient thermique ont pu être étudiés indépendamment d'une vitesse de chauffe rapide. Des comparaisons ont été faites entre frittage conventionnel et frittage sous gradient thermique (pour une même vitesse de chauffe et une même période isotherme). Les résultats expérimentaux ont montré qu'un gradient thermique appliqué dans le stade initial du frittage conduit à un retard de chute de surface spécifique et au final à un accroissement de la densification. De plus, il a été montré qu'un gradient thermique appliqué au début du frittage peut modifier la mobilité des impuretés. Si le gradient thermique est appliqué dans les stades intermédiaire et final du frittage, il conduit à d'importants changements dans les caractéristiques du matériau final : une augmentation de la densification et une réduction de taille moyenne des grains s'opèrent simultanément. Ces résultats ont été corrélés au développement de contraintes dans le matériau. A partir de ces considérations et des caractéristiques des poudres étudiées, un modèle de frittage a été développé (type bingham). Les simulations effectuées à partir de ce modèle montrent, contrairement au modèle classiquement utilisé pour décrire le frittage (modèle newtonien), une bonne adéquation avec les résultats expérimentaux
With the development of the new sintering processes, thermal cycles become more and more shorter. Such thermal cycles lead to thermal gradients development into the sample. Then, a question can be asked : What are the consequences of these gradients on material sinterability. Within this framework, this study aims to bring a better understanding of the temperature gradient effects on alumina sintering. For that, a furnace was developed. Thanks to this furnace, the effects of a thermal gradient have been investigated independently of a fast heating rate. Comparisons were performed between sintering with and without thermal gradient (for the same heating rate and same annealing period). Experimental results showed that a thermal gradient applied in the initial stage of sintering conducts to a delay of the specific surface area drop and finally to an increase of densification. Moreover, it was shown that a thermal gradient applied at the beginning of sintering can modify the impurities' mobility. If the gradient is applied during the intermediary and final stage of sintering, it leads to important changes in the characteristics of the final material : an increase of densification and a reduction of the average particle size occur simultaneously. These results were correlated with the development of internal stresses in the material. From these considerations and characteristics of the studied powders, a model of sintering was developed using bingham-like constitutive equations. The simulations carried out starting from this model showed, contrary to the model classically used to describe sintering (newtonian model), a good adequacy with the experimental results

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Benremita, Hocine. "Approche expérimentale et simulation numérique du transfert de solvants chlorés en aquifère alluvial contrôlé." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2002. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2002/BENREMITA_Hocine_2002.pdf.

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Abstract:

Dans le but d'approfondir la compréhension des mécanismes complexes de pollution des eaux souterraines par des solvants chlorés, il est indispensable de mieux appréhender les processus physico-chimiques de transfert de masse entre phases et les phénomènes d'échanges entre les différents compartiments du milieu souterrain et l'atmosphère. Des expériences ont été menées sur la plate forme expérimentale contrôlée SCERES de dimensions 25 m1́2 m3́ m reconstituant un aquifère alluvial. Elles ont monté que le développement et la distribution du panache des vapeurs de solvants chlorés sont fortement influencés par la température, l'advection par effet de densité et le flux de masse vers l'atmosphère. Cette pollution par les vapeurs peut engendrer une contamination significative de la nappe par dispersion verticale à travers la frange capillaire, et une contamination plus intense par lessivage des vapeurs avec des flux de plusieurs dizaines de fois plus importants. La validation du code de calcul SIMUSCOPP sur la base des résultats de ces expériences a permis, d'une part, de tester le modèle numérique en montrant dans quelle mesure il est capable de reproduire les concentrations observées, et d'autre part, de montrer l'intérêt de la modélisation numérique ainsi que ses limites
With the objective of the better understanding of the complex mechanisms of groundwater pollution by chlorinated solvents, it is essential to apprehend the physico-chemical processes of mass transfer between phases and the exchange phenomena between the various compartments of the subsurface medium and atmosphere. Experiments were undertaken on controlled experimental platform SCERES with dimensions 25m1́2m3́m reconstituting an alluvial aquifer. It is observed that the development and the distribution of the chlorinated solvent vapor plume are strongly influenced by the temperature, density-induced advection and mass flux towards the atmosphere. This pollution by the vapor can cause a significant contamination of the water table by vertical dispersion through the capillary fringe, and a more intense contamination by vapor leaching with flux of several tens times more significant. Validation of multiphase model SIMUSCOPP on the basis of the results of these experiments allowed, on one hand, to test the model under which condition it is capable of reproducing the observed concentrations and, on the other hand, to show the potentials as well as the limits of numerical modeling

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Vega, Guillaume. "Optimisation de la mise en forme par tréfilage : approche expérimentale, modélisation et simulation numérique." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10173/document.

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Abstract:

Le but du travail de cette thèse est d'optimiser le procédé de mise en forme par tréfilage en utilisant une approche expérimentale, une modélisation analytique et une simulation numérique par éléments finis. Cette étude consiste à analyser les mécanismes de déformation et d'endommagement, mis en jeu par ce processus, qui constitue un problème multi physique complexe. Cette complexité se traduit par l'influence de nombreux paramètres intrinsèques et extrinsèques sur les propriétés de tréfilabilité des matériaux. Une analyse paramétrique du procédé de tréfilage a montré que différents paramètres ainsi que leurs interactions mutuelles, ont des effets significatifs sur la contrainte de tréfilage durant le processus de déformation plastique, en prenant en compte la géométrie de l'outil et le taux d'écrouissage. Les effets de la température dans la filière et de la vitesse de déformation sur le coefficient de frottement, à l'interface fil-filière, ont été pris en considération dans les formulations analytiques. La simulation numérique du tréfilage d'un fil en cuivre a été réalisée en se basant sur une modélisation utilisant une loi de comportement élastoviscoplastique du matériau, validée par des résultats expérimentaux. Les problèmes de contact, les effets thermomécaniques ont été pris en compte dans cette phase de calculs. Un modèle d'endommagement découplé, basé sur un critère énergétique, est utilisé pour prédire la localisation et la forme des défauts dans les fils soumis à des conditions critiques de tréfilage. Les résultats sont validés à partir des données expérimentales et des observations microscopiques de! l'endommagement dans la partie centrale du fil et de l'usure des filières
The aim of this thesis work is to optimize the process of forming by wiredrawing, using an experimental approach, an analytical modeling and a numerical simulation by finite elements. This study is to analyze the mechanisms of deformation and damage, being involved in this process, which is a multi complex physical problem. This complexity is reflected by the influence of many intrinsic and extrinsic parameters on the properties of materials drawability. A parametric analysis of the drawing process has shown that different parameters and their mutual interactions have significant effects on the drawing stress during the plastic deformation process, taking into account the tool geometry and the hardening of the drawn material. The effects of temperature in the die and the strain rate on the coefficient of friction at the interface wire-die have been taken into account in the analytical formulations. The numerical simulation of a copper wiredrawing was done based on modeling using a behavior law for material taking account the hardening and the strain rate dependence, and validated by experimental results. Contact problems, the thermo mechanical effects were taken into account in these calculations. A coupled damage model based on an energy criterion is used to predict the location and the shape of defects in a wire deformed by critical conditions of drawing. The results have validated using experimental data and microscopie observations of damage in the central part of the wire and the die wear

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Qi, Bing. "Influence de l'endommagement sur les propriétés d'élasticité de matériaux modèles : approche numérique et expérimentale." Limoges, 2009. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/a2376b23-0b15-49bd-af65-42a34ea63047/blobholder:0/2009LIMO4045.pdf.

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Le sujet de la thèse consiste à étudier l'endommagement de matériaux modèles hétérogènes. Dans la partie expérimentale, plusieurs nuances de matériaux modèles biphasés ont été élaborés. L'endommagement se présente au sein de ces matériaux dû au différentiel de dilatation thermique entre les phases. L'évolution du module d'Young de ces matériaux durant un cycle thermique E=f(T) a été mesurée par technique ultrasonore, qui témoignent également l'évolution d'endommagement au sein des matériaux. Dans la partie numérique, la simulation de l'évolution de l'endommagement a été effectuée à l'aide du code des éléments finis ABAQUS. Deux méthodes ont été utilisées et comparées pour modéliser la propagation et la fermeture des fissures. Des modèles numériques mono-inclusion et multi-inclusions avec des conditions aux limites spécifiques ont également été développés. Les résultats numériques ont fourni une corrélation assez satisfaisante vis à vis des résultats expérimentaux
The subject of the thesis is to study the damage of heterogeneous model materials. In the experimental part, different biphased model materials have been fabricated. Damage occurs in these materials due to differential thermal expansion between the phases. The evolution of Young's modulus of these materials during a thermal cycle E=f(T) has been measured by ultrasonic technique, which shows also the evolution of damage in materials. In the numerical part, the simulation of the damage evolution has been carried out using the finite element code ABAQUS. Two methods have been used and compared for modelling cracks opening and closure. Different numerical models including single- and multi-inclusions with specific boundary conditions have also been developed. The numerical results have provided a fairly good correlation towards the experimental results

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Batiot, Benjamin. "Etude expérimentale et numérique de la décomposition thermique du bois résineux." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2014. http://www.theses.fr/2014ESMA0009/document.

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Abstract:

Les incendies sont complexes et mettent en jeu une multitude de phénomènes. Afin de les étudier, l’approche multiéchelle permet de séparer les processus.Parmi ceux-ci, la décomposition thermique des solides joue un rôle très important. Terme source, elle traduit la quantité, le débit et la nature des composés volatils émis. Sa description numérique est donc capitale. Les modèles utilisés aujourd’hui sont formés d’une loi de variation de la vitesse de forme « Arrhenius », couplée à une fonction de conversion de la masse pour chaque espèce étudiée et d’un mécanisme réactionnel organisant les réactions entre elles. Toutefois, ce modèle s’appuie sur les théories utilisées dans la phase gazeuse et de sérieux doutes peuvent être émis sur sa représentativité pour une application dans la phase condensée.Les travaux de thèse exposés dans ce rapport se focalisent sur le développement d’un modèle en partant des réactions et des processus les plus fondamentaux dans la phase condensée afin de permettre la simulation de la cinétique de décomposition des matériaux solides. Le second aspect concerne l’étude de ce modèle pour déterminer la méthode de résolution et d’optimisation la plus adéquate, le rôle de chacun des paramètres, les éventuels mécanismes de compensation et l’unicité de la solution.Finalement, l’ensemble de la démarche est appliquée à un matériau complexe, le bois. Les résultats obtenus, à partir d’une nouvelle démarche développée lors de ces travaux de thèse, montrent une amélioration significative du modèle aux aspects physiques et chimiques de la dégradation thermique des matériaux solides
Fires are complex and a variety of phenomena are involved. In order to study them, the up-scaling approach separates all the processes.Among them, the solid thermal decomposition has an important role to play. Source term, it reflects the amount, rate and nature of volatile compounds emitted and its numerical description is essential. The models used currently are formed by a law of variable speed (the Arrhenius law) coupled with a conversion function of mass for each species and a kinetic mechanism organizing all reactions between them. However, this model is based on the theories used in the gas phase and serious doubts might be raised with regard to the representativeness for application in the condensed phase.The thesis works exposed in this report are focused on the model development departing from the reactions and the processes the more fundamental in the condensed phase in order to permit the simulation of the solid kinetic decomposition. The second aspect concerns the study of this model to determine the resolution and the optimization method the most appropriate, the role of each parameter, the possible compensation mechanisms and the uniqueness of the solution.Finally, the entire process is applied to a complex material, the wood. The results obtained from a new approach developed in this work, show a significant improvement of the model to the physical and chemical aspects of the thermal degradation of solid materials

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Alikouss, Saïda. "Contribution a l'étude des fluides crustaux : approche expérimentale et analytique." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://www.theses.fr/1993INPL055N.

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Le développement des techniques d'analyse des inclusions fluides nécessite une calibration précise des installations micro-thermométriques. Une collection d'inclusions fluides synthétiques a été réalisée à partir de systèmes simples (h2o, h2o-co2) et de divers systèmes binaires bien connus (h2o-nacl, h2o-licl, h2o-kcl). Une étude d'inclusions fluides naturelles a été menée afin de caractériser la nature des paléofluides et leur éventuelle contribution à minéralisation en sn-w dans deux sites du limousin: 1) les indices du nord du granite de Saint-Goussaud: des fluides aqueux a h2o-nacl sans aucun composant volatil ont été mis en évidence. Trois groupes de fluides ont été différenciés: des fluides associés à la minéralisation qui traduisent une dilution; des fluides dilués, analogues à ceux de l'episyenisation du massif de St-Sylvestre, traduisant une évolution par condensation à 300 (100) bars; des fluides sales tardifs comparables a ceux associes au dépôt de la pechblende dans le massif de St. Sylvestre; 2) le pipe brechique du Puy-Les-Vignes mis en place au sein de l'unité inferieure des gneiss. Il se distingue du précédent par des fluides très riches en volatiles (co2-ch4-n2-naclh2s. Deux grands stades minéralisateurs ont été identifiés: un stade précoce à tungstene arsenopyrite associé à un fluide à h2o-co2-n2-nacl (ch4) et un stade tardif à sulfures (arsenopyrite, pyrite, chalcopyrite, sphalerite. . . ) Asocial à un fluide a h2o-co2-ch4-nacl(n2). Ces modifications dans la composition du fluide s'accompagnent de modifications des conditions d'oxydo-reduction du milieu qui favorisent le dépôt du minerai

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Doumongue, Mba Beaugrain. "Approche expérimentale et numérique pour l'efficacité énergétique et le confort des bâtiments à matériaux biosourcés au Togo." Electronic Thesis or Diss., La Rochelle, 2022. http://www.theses.fr/2022LAROS049.

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Abstract:

Les enjeux globaux, liés aux modifications climatiques ont entraîné la montée en puissance à l’échelle mondiale, de travaux en lien avec le bâtiment durable, afin de relever la capacité de la filière, consommatrice essentielle d’énergie, à la réduction des gaz à effet de serre. Nos travaux en sont de ceux-là, car ils concourent au travers de plusieurs volets, à améliorer la performance énergétique de bâtiments à matériaux biosourcés.En effet, notre travail aborde à la fois, une série de caractérisations d’ordre physique, thermique et hydrique, visant à améliorer les connaissances sur les balles de riz et le béton de balles de riz ; des expérimentations multi-échelles (microscopique, élément de paroi, modèle réduit, échelle 1) et des simulations numériques mues à l’aide de l’outil TRNSYS, la réalisation d’un comparatif structurel et économique de cellules à différents matériaux, l’explicitation des gains économique liés à l’usage du béton de balles de riz affiné sur le cas d’un immeuble de grande hauteur, l’analyse du cycle de vie d’une cellule d’échelle et la réalisation d’une étude d’impact socioéconomique de l’immeuble de grande hauteur cité plus haut.Dans le cadre de ces travaux en partie menées à Lomé et en partie à La Rochelle, nous avons réalisé, au titre des caractérisations, une exploration de l’environnement microscopique des balles de riz et du béton de balles de riz à l’aide du microscope électronique à balayage, suivie par la détermination de la conductivité thermique, de la chaleur spécifique, des isothermes de sorption et de la perméabilité à la vapeur d’eau.Sur la base de ces résultats, essentiels à l’analyse du comportement des matériaux étudiés, nous avons mis en place une expérimentation sur un bizone visant à solliciter un élément de paroi séparant deux ambiances conditionnées pour stimuler un transfert thermique ; puis nous sommes passé à des modèles réduits mettant en comparaison 5 cellules à diverses enveloppes, y compris les balles de riz en vrac et le béton de balles de riz, identiquement exposées à des conditions climatiques extérieures. De là, une cellule à échelle humaine a été mise en expérimentation dans le cadre d’un suivi de mesure des paramètres de température et d’humidité. Cette phase expérimentale a été validée par un modèle numérique construit sur TRNSYS.A cela nous avons associé une analyse d’ordre économique en lien avec les bénéfices structurels liés à la légèreté du matériau biosourcé, visant à déterminer le pourcentage des gains économiques qui se rajoutent aux bénéfices en termes de confort. Ceci étant, et dans l’intérêt de donner suite à la logique économique, un point de vue environnemental a été entrepris avec une ACV sur Elodie sur un modèle de cellule fictive située à La Rochelle, lequel a été prolongé avec une étude d’impact social, afin de mobiliser dans nos travaux l’ensemble des votes du développement durable
The global issues, related to climate change have led to the rise in power worldwide, work related to sustainable building, to raise the capacity of the sector, essential consumer of energy, to reduce greenhouse gases. Our work is one of those, because it contributes through several components, to improve the energy performance of buildings with bio-based materials. Indeed, our work addresses at the same time, a series of characterizations of physical, thermal and hydric order, aiming at improving the knowledge on the rice husks and the concrete of rice husks; multi-scale experiments (microscopic, wall element, scale model, scale 1) and numerical simulations driven by the TRNSYS tool, the realization of a structural and economic comparison of cells with different materials, the explicitation of the economic gains related to the use of rice husk concrete refined on the case of a high-rise building, the analysis of the life cycle of a scale cell and the realization of a study of the socio-economic impact of the high-rise building mentioned above. In the framework of these works, partly carried out in Lomé and partly in La Rochelle, we carried out, as characterizations, an exploration of the microscopic environment of rice husks and rice husk concrete with the help of the scanning electron microscope, followed by the determination of thermal conductivity, specific heat, sorption isotherms and water vapor permeability. Based on these results, which are essential for the analysis of the behavior of the studied materials, we set up a bizone experiment aiming to stress a wall element separating two conditioned environments to stimulate heat transfer; then we moved on to scale models comparing 5 cells with various envelopes, including bulk rice husks and rice husk concrete, identically exposed to external climatic conditions. From there, a human-scale cell was put into experimentation with monitoring of temperature and humidity parameters. This experimental phase was validated by a numerical model built on TRNSYS. To this we associated an economic analysis in connection with the structural benefits related to the lightness of the biosourced material, aiming at determining the percentage of the economic gains which are added to the benefits in terms of comfort. This being the case, and in the interest of following the economic logic, an environmental point of view was undertaken with an LCA on Elodie on a fictitious cell model located in La Rochelle, which was extended with a social impact study, in order to mobilize in our work all the votes of sustainable development

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Bianco, Rohan-Jean. "Biomécanique de l'ancrage de vis pédiculaires pour l'instrumentation du rachis : une approche numérique et expérimentale." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4119/document.

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Abstract:

Les vis pédiculaires sont largement utilisées pour l’instrumentation et la correction du rachis. L’objectif général de ce projet doctoral est d’étudier l'influence des choix chirurgicaux et des variations morphologiques des vertèbres sur l'ancrage biomécanique des vis pédiculaires. Pour cela, nous avons fait le choix de combiner une modélisation détaillée de l’interaction vis-vertèbre à l’acquisition de données expérimentales indispensables pour valider les outils de simulation. Ce projet doctoral propose un modèle par éléments finis original et innovant prenant en compte l’interface de contact entre les structures osseuses et un comportement élastoplastique avec modélisation de la fracture osseuse pour décrire la biomécanique de l’interaction vis-pédiculaire/vertèbre. De plus, ce projet a également permis de proposer un protocole et une méthode d’analyse pour l’étude de vis pédiculaires sous chargements non-axiaux. Les connaissances développées au cours de ce projet doctoral ont permis de fournir des recommandations pratiques pour les cliniciens ainsi que les développeurs d’implants biomédicaux, autant sur les futurs choix de design des vis pédiculaires que les choix de vis et leur placement afin d’obtenir un meilleur ancrage. À long terme, le modèle pourrait être adapté pour analyser plus en détail les caractéristiques spécifiques du patient et être utilisé comme une formation virtuelle ou d'un outil de planification préopératoire
The pedicle screws are widely used for instrumentation and correction of the spine. The general objective of this doctoral project is to investigate the influence of surgical choice and morphological changes in the vertebrae on the biomechanical anchorage of pedicle screws. A combined approach using a detailed numerical model to simulate the screw-vertebrae interaction and the acquisition of necessary experimental data to validate the numerical tool was chosen. This doctoral project proposes an original and innovative finite element model taking into account the contact interface between the bone structures and an elastoplastic behavior with bone fracture modeling to describe the biomechanics of the screw / vertebra interaction. In addition, this project also propose a protocol and a method of analysis for the study pedicle screws in non-axial loads. The knowledge developed during this doctoral project have provided practical recommendations for clinicians and developers of biomedical implants, both on future choices of design pedicle screws that screw choice and placement to obtain better anchoring. In the long term, the model could be adapted to further analyze the specific characteristics of the patient and be used as a virtual training or a preoperative planning tool

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Mesbahi, Amine. "Effets hydrodynamiques dans un réacteur à plasma de croissance de diamant : approche numérique et expérimentale." Paris 13, 2013. http://scbd-sto.univ-paris13.fr/secure/edgalilee_th_2013_mesbahi.pdf.

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Abstract:

Dans la modélisation des plasmas utilisés pour la croissance de diamant fonctionnant à pressions modérées et faibles débits de gaz, les effets hydrodynamiques ne sont pas pris en compte. En effet, dans ces conditions, le transport des espèces réactives dans ces réacteurs est contrôlé par la diffusion. Cependant, à forte densité de puissance (haute pression et puissance micro-ondes) et pour des débits supérieurs à 500 sccm, les vitesses de croissance dépendent du débit du gaz ainsi que de la configuration d'injection et de pompage. Dans le cadre de cette thèse, nous avons développé un modèle numérique 2D (axisymétrique) et 3D pour décrire l'écoulement hydrodynamique dans les réacteurs PECVD diamant. En raison de la grande complexité d'une modélisation complète du plasma, nous avons fortement simplifié la description du plasma d’une part en utilisant un terme source thermique mimant la distribution spatiale du gaz au sein du plasma, et d’autre part en réduisant le schéma de cinétique chimique. Une comparaison entre les résultats issus de ce code et ceux provenant des modèles plasmas préexistant au LSPM ainsi que les résultats expérimentaux a permis de valider cette approche. Le modèle conduit à une bonne représentation des processus thermochimiques se déroulant dans le plasma. Sur cette base, nous avons étudié de nouvelles configurations d'injection et de pompage à l'aide de simulations 3D et de l’expérience. Certaines configurations se sont révélées adéquates pour accroître la rentabilité du procédé de dépôt de diamant
In moderate pressure/low flow-rate diamond deposition plasma modeling, hydrodynamics effects are not taken into account. As a matter of fact, under these conditions, transport of the reactive species is mainly controlled by diffusion. However, when working at very high power density (high pressure and microwave power) and flow rates higher than 500 sccm, growth rate has been seen to be a function of the gas inlet and outlet set-up. In the context of this PhD, we have developed both a 2D axi-symmetrical and a full 3D models able to describe the hydrodynamic flow in PECVD (Enhanced Chemical Vapor Deposition) diamond reactors. Due to the complexity for developing a complete plasma model, we have strongly simplified the plasma description. On the one hand, a thermal source term able to simulate the plasma gas temperature spatial distribution has been defined, and on the other hand, the chemical kinetics scheme has been somewhat reduced. Comparisons between the results obtained by this new model with those provided by LSPM’s existing plasma models and the experimental results allowed us to validate our approach. The model correctly reproduces the thermochemical processes behavior. On this basis, new configurations for the gas inlet and outlet set-up using 3D simulations were conducted. Some were seen to be relevant for improving the diamond deposition process

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Temin, Gendron Pascale. "Approche numérique du comportement homogénéisé des composites à matrice métallique et renforts continus : validation expérimentale." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1990. http://www.theses.fr/1990ECAP0163.

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Abstract:

Après un rappel de la méthode d'homogénéisation des milieux périodiques, nous étudions la dépendance des caractéristiques d'élasticité des composites en fonction de la nature du renfort (fibres isotrope et anisotrope) et en fonction de la fraction volumique des fibres. Des mesures sur banc d'essai par ultrasons ont été parallèlement afin de valider les caractéristiques d'élasticité obtenus pour certains composites. Des essais de traction dans deux directions, sens long et sens travers, sont effectués afin d'évaluer l'anisotropie du comportement à rupture de composites a matrice métallique fibres. Puis nous étudions la construction des convexes de rupture macroscopiques par homogénéisation, à partir de chargements extrêmes sur la cellule de base (microstructure). Nous soulignons le problème d'existence des charges limites, points de la frontière du convexe, qui demande quelques précautions dans le cas ou la microstructure met en présence des matériaux élastiques et élastoplastiques. Nous sommes amenés ainsi, à construire deux méthodes d'approximation par des éléments conformes avec intégration réduite, et une méthode d'approximation par des éléments non conformes. Les résultats de ces deux méthodes d'approximation conduisent à un encadrement précis des contraintes a rupture macroscopiques. Cette approche permet également de prédire les modes de rupture microscopiques

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El, Oufir Zineb. "Adsorption de phénol en milieu aqueux sur carbone adsorbant nanoporeux : approche expérimentale et simulation numérique." Thesis, Orléans, 2020. http://www.theses.fr/2020ORLE3063.

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Abstract:

L'adsorption sur carbones nanoporeux désordonnés (carbones adsorbants) est l'une des techniques les plus performantes pour la dépollution des eaux. La complexité du processus d’adsorption en milieu aqueux est due aux nombreux paramètres qui gouvernent les interactions adsorbant-adsorbat et adsorbat-adsorbat. Une étude combinant l’approche expérimentale et numérique est proposée pour mettre en évidence le rôle de paramètres comme la structure du carbone, la mobilité électronique de surface, la morphologie et la topologie du réseau poreux, la présence des groupements de surface ainsi que la sélectivité en milieu aqueux. L’étude cible l’adsorption du phénol en solution aqueuse sur un tissu activé nanoporeux. Les propriétés adsorbantes du tissu vis-à-vis du phénol ont d’abord été étudiées expérimentalement en traçant les isothermes d’adsorption (spectroscopie UV) et en caractérisant la composition chimique (analyse CHONS et thermodésorption programmée), la structure atomique (diffraction des RX) et la texture microporeuse (adsorption N2 et CO2 et SAXS). Une étude comparative a été menée sur l’adsorption de la caféine, afin de mettre en évidence le rôle de la taille et des fonctions chimiques de l’adsorbat. L’approche numérique a d’abord consisté à générer différentes structures atomiques de l’adsorbant carboné à partir de la méthode HRMC en s’appuyant sur les données expérimentales (analyse élémentaire, facteur de structure/fonction de corrélation de paires et texture poreuse). Deux champs de force ont été comparés : EDIP et Erhard-Albe. Les structures obtenues ont été caractérisées numériquement (surface spécifique, distribution en taille des pores, distribution du nombre d’atomes par cycle, facteur de structure, fonction de distribution radiale) et comparées avec les grandeurs expérimentales. La structure atomique a ensuite servi de réseau hôte pour simuler l’adsorption de la molécule de phénol par la méthode Grand Canonique Monte Carlo (GCMC). Afin de réduire les temps de calcul, un code parallèle a été développé et implémenté sous MPI C++. L’originalité de la méthode réside également dans l’étude de l’impact de la mobilité électronique du support carboné en s’appuyant sur la méthode CSM (Charge Simulation Method). Les résultats des simulations numériques sont discutés et comparés aux données expérimentales
Adsorption on disordered nanoporous carbons (activated carbons) is known as the most interesting techniques in dealing with water treatment. The complexity of the adsorption process in an aqueous medium is due to the many parameters which govern the adsorbent-adsorbate and adsorbate-adsorbate interactions. A study combining the experiments and molecular simulations is proposed to study the role of parameters like the conductivity of carbon surface, morphology, and topology of the porous network, presence of surface groups, and selectivity in an aqueous medium. The study targets the adsorption of phenol in aqueous solution on an activated carbon cloth. The adsorption properties of phenol on the activated carbon have been studied experimentally by tracing the adsorption isotherms (UV spectroscopy) and characterizing the chemical composition (CHONS analysis and programmed thermoresorption), atomic structure (X-ray diffraction) and microporous texture (N2 / CO2 adsorption and SAXS). A comparative study has been conducted on the adsorption of caffeine, to highlight the role of the size and chemical functions of the adsorbate.By using HRMC, different atomic structures of activated carbon have been constructed based on experimental data (analysis elementary, structure factor/radial distribution function, and pore volume data). Two force fields have been applied and compared, i.e. EDIP and Erhart-Albe. The constructed models have been numerically characterized (specific surface, pore size distribution, number of rings per atom histogram, structure factor, radial distribution function), and compared to the experiments.The atomic structure has been applied as an adsorbent to simulate the adsorption of phenol/water binary mixture by the Grand Canonique Monte Carlo method (GCMC). To reduce calculation times, parallel codes have been developed and implemented using MPI C++. The originality of the method also lies in taking into account the carbon surface conductivity using the CSM method (Charge Simulation Method). The results of numerical simulations are discussed and compared to experimental data

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Bernaud, Denise. "Tunnels profonds dans les milieux viscoplastiques : approches expérimentale et numérique." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1991. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529719.

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Abstract:

Les problèmes étudiés dans cette thèse relèvent du cadre général de la modélisation des tunnels profonds. Ce travail traite essentiellement de l'interaction complexe entre massif et soutènement. Initialement, on réalise une approche expérimentale portant sur l'optimisation du dimensionnement des soutènements des galeries dans des roches viscoplastiques. Une modélisation numérique fine de ce problème d'interaction massif viscoplastique-soutènement plastique est mise en oeuvre et permet de bien interpréter le comportement de la galerie expérimentale de Mol (Belgique). Ensuite, on s'intéresse à l'aspect 3D du creusement des tunnels a l'aide de la méthode numérique d'activation/désactivation des éléments en axisymétrie. On montre, par la réalisation d'abaques, que l'équilibre des tunnels dans les milieux viscoplastiques dépend largement de la rigidité et de la distance de pose du revêtement ainsi que de la vitesse de creusement de l'ouvrage. Dans la dernière partie, on compare les résultats donnés par notre méthode numérique d'une part, et par la méthode cv-cf d'autre part: on met en évidence les imprécisions de la méthode approchée cv-cf sous sa forme actuelle. Finalement, on propose une nouvelle méthode approchée en élasticité, qui conserve le formalisme de la méthode cv-cf, mais permet de mieux prendre en compte l'effet de la rigidité du soutènement sur la valeur de la convergence avant pose. Cette nouvelle méthode approchée conduit à des résultats tout a fait acceptables.

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Baïotto, Sébastien. "Modèle viscoélastique de remodelage osseux : approches théorique, numérique et expérimentale." Paris 12, 2004. https://athena.u-pec.fr/primo-explore/search?query=any,exact,990002140450204611&vid=upec.

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Abstract:

Dans ce travail, nous proposons un modèle théorique de remodelage osseux qui tient compte du caractère viscoélastique de l'os trabéculaire, ainsi que de la répartition des cellules ostéocytes et de leur rôle de mécanosenseur. Le comportement mécanique du matériau osseux est décrit par une loi de type Zener. La stabilité du modèle est étudiée et les équations non linéaires régissant l'évolution de la densité apparente osseuse sont résolues par une méthode aux différences finies dans le cas d'un modèle à ii-éléments unité. Les résultats numériques présentés montrent l'influence de l'amortissement visqueux sur l'adaptation de la structure osseuse sous l'effet d'un chargement mécanique contrôlé. De plus, les simulations par éléments finis à partir de données expérimentales, obtenues sur des tibias de rat et une tête de fémur humain, indiquent que le modèle proposé permet de reproduire des évolutions osseuses observées in vivo
In this work. We propose a bone remodeling model, which takes into account the trabecular hone viscoelastic properties and the osteocyte cells distribution, The mechanical behavior of the material is described with a Zener's law. The model stability is studied and the non linear equations governing the apparent bone density evolution are solved by a finite difference method in the case of a n-unit elements model. The presented numerical resuits show the influence of the viscous damping on the bone adaptation under controlled mechanical load. Furthermore, finite element simulations froin experirnental data, obtained from rat tibias and a human femoral head, indicate that the model can mimic hone evolution observed in vivo

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Duthil, Patxi. "Etude du pompage de chaleur thermoacoustique : approches numérique et expérimentale." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066103.

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Letty, Camille. "Etude d'une flamme en V diphasique : Approches expérimentale et numérique." Rouen, 2008. http://www.theses.fr/2008ROUES036.

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Abstract:

Cette étude porte sur des flammes en V, diphasiques, stabilisées dans un écoulement pseudo-laminaire ou modérément turbulent. Un support de combustible gazeux est également injecté pour aider à la stabilisation des flammes, en particulier en régime turbulent. Une approche expérimentale et une approche numérique (Simulation Numérique Directe) sont menées simultanément. Les mêmes outils de post-traitement sont utilisés pour traiter les résultats des expériences et des simulations. Expérimentalement, l'écoulement est caractérisé en terme de distribution en taille des gouttes (Malvern), propriétés de la turbulence (PIV), répartition qualitative de la vapeur de combustible (PLIF sur acétone) et distribution en température des gouttes (réfractométrie d'arc-en-ciel). Numériquement, l'écoulement gazeux est décrit par les équations de Navier-Stokes dans le cadre eulérien. Le couplage avec la phase liquide est de type two-way avec un solveur lagrangien pour les gouttes. La cinétique chimique dérive des résultats de chimie complexe issus de Chemkin (schéma cinétique de San Diego pour l'acétone auquel sont ajoutées les réactions d'oxydation de l'acétone). Le modèle de flamme épaissie (facteur d'épaississement et fonction d'efficacité) est utilisé, dans le cadre de la DNS à des fins d'analyse, pour permettre une réduction du maillage et un gain de temps de calcul. Les propriétés moyennes géométriques et locales de la flamme sont déterminées et analysées: morphologie des flammes, angle d'ouverture, variable de progrès, évolution du flame brush, courbure et cisaillement. L'angle d'ouverture de la flamme est utilisé pour caler les paramètres de la simulation. L'évolution de la température des gouttes devant le front de flamme est étudiée pour les différentes conditions de turbulence, selon les deux approches. Les données de la DNS sont utilisées pour développer une méthode de calcul du cisaillement, à partir des données expérimentales, selon la méthode tensorielle
This work deals with V-shaped two-phase flames stabilised in a pseudo-laminar or moderated turbulent flow. Some gaseous fuel is also injected to help turbulent flames stabilisation. An experimental approach and a numerical approach (Direct Numerical Simulation) are conducted simultaneously. The same tools are used for post-processing of experimental and numerical data. The flow is experimentally charaterised in term of droplet size distribution (Malvern), turbulent properties (PIV), qualitative fuel repartition (PLIF on acetone) and droplet temperature distribution (rainbow refractometry). The gaseous flow is numerically defined by Navier-Stokes equations in an eulerian framework. Two-way coupling is use to determine interaction of gaseous and liquid phases. A lagrangian solver is used for the dispersed phase. Chemical kinetics is derived from complex chemistry results computed with Chemkin (San Diego mechanism for n-heptane with acetone oxydation reactions). Flame front is artificially thickened (Flame thickness factor and efficiency function). This enables reduction of the mesh size which is time saving. Mean geometrical and local properties of the flame front are determined: morphology, flame angle, progress variable, flame brush evolution, curvature and strain rate. The mean flame angle is used to ajust DNS parameters. The evolution of the droplets mean temperature is presented for different turbulent conditions and from experimental and numerical approaches. DNS fields are used to develop a calculation method of strain rate from experimental data following tensorial method

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Guérin, Nicolas. "Analyse thermomécanique du contact aube-stator : approches numérique et expérimentale." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEC043.

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Abstract:

Le constant besoin d’amélioration de l’efficacité et d’allègement des turbomachines demande aux constructeurs des efforts permanents pour ouvrir les domaines de conception. En particulier, les jeux fonctionnels entre les parties fixes et tournantes des turbomachines modernes sont de plus en plus réduits, permettant des diminutions substantielles des pertes de rendement. Toutefois, l’allègement des composants entraîne leur assouplissement, et donc une importance croissante des phénomènes dynamiques dans le cycle de vie des structures fixes comme tournantes. L’effet des couplages multi-physiques se retrouve lui aussi exacerbé, que ce soit celui du couplage thermomécanique ou aéroélastique. Il est donc, dans ce contexte, nécessaire d’améliorer les outils de dimensionnement de façon à prévoir plus précisément le cycle de vie des composants des moteurs, afin de réduire les coûts de développement, tout en augmentant leur sûreté de fonctionnement et donc la sécurité des passagers. Cette thèse s’est inscrite dans la continuité de travaux précédents sur le sujet du contact aubes–stator. À savoir, introduire plus de physique dans les modèles numériques en tenant compte de phénomènes et de géométries de plus en plus complexes. L’objectif principal a été d’introduire la modélisation de phénomènes thermiques dus aux évènements de contact, intervenant à l’interface entre les pièces fixes et tournantes, en se basant sur des géométries industrielles installées sur un banc d’essais. Cependant, l’introduction de cette nouvelle physique dans les modélisations devait être faite en tenant compte des contraintes de simulation sur des systèmes complexes, c’est-à-dire en trouvant un compromis entre vitesse et précision des calculs. Enfin, une phase de corrélation entre ces simulations et des essais sur banc était à effectuer, pour s’assurer de la pertinence des outils de dimensionnement mis en oeuvre. Durant cette thèse, une adaptation et une ré-instrumentation du banc d’essais CASTOR (Contact Aubes StaTOR) ont d’abord été effectuées. Plusieurs essais de contact sur banc ont ensuite été réalisés en mesurant les comportements vibratoires et thermiques des parties fixes et tournantes. Puis, des travaux menés en parallèle ont porté sur la réduction de modèles éléments finis décrivant le comportement thermomécanique d’éléments de compresseurs centrifuges de turbomachines aéronautiques. Par ailleurs, plusieurs méthodologies d’intégration temporelle des problèmes de contact, conventionnellement utilisées dans un cadre purement mécanique, ont été évaluées dans un cadre de simulation thermomécanique pour s’assurer de leur capacité à fonctionner pour ce type d’études. Certaines difficultés ont été levées en exploitant des méthodes numériques issues de la communauté scientifique traitant de la dynamique non-régulière. Enfin, des simulations ont été effectuées avec divers paramétrages pour montrer à la fois les capacités de l’outil développé, et confronter les résultats numériques aux observations expérimentales
The constant need for efficiency and lightweightness of aeroengines demands OEM continued efforts to open design domain. In particular, operations clearances between static and rotating parts of modern engines become narrower, leading to better efficiencies. However, lighter components generally have lower stiffnesses, causing a growth in dynamic phenomena participation in the engines life-cycle. Mutli-physics coupling effects are aggravated in the same manner, whether they are of thermomechanical or aeroelastic nature. In this context, it is therefore crucial to improve design tools so as to predict more accurately the operational conditions of the engine components, with a general objective to cut down development and operational costs, while ensuring engine reliability and passenger safety. This thesis closely follows previous work on blade–casing contacts, all aimed at modelling more accurately the underlying more and more complex phenomena and structures. The main objective of this work has been to introduce a model for the thermal phenomena occurring during contacts at the interface between rotating and static parts, based on industrial geometries of components, which are set in a test rig. Due to the sophistication of the parts, the addition of these phenomena in the model had to be performed while paying attention to high simulation constraints. In other words, a trade-off had to be found between speed and precision of the computations. Finally a correlation phase was to be performed between simulations and experimental trials was to be performed to assess the relevance of the proposed numerical tools. During this thesis, a modification and a new instrumentation of the CASTOR test rig were performed. Multiple contact trials were carried out, during which vibratory and thermal behavior of the components were measured. In parallel to these experimental operations, multiple numerical developments were tackled. Among them, a model reduction methodology of thermoelastic models of turbo-engine centrifugal compressors was developed. Also, multiple time-stepping procedures, originally dedicated to solve contact problems in a purely mechanical context, we extended to perform thermomechanical computations. Several complications were removed taking advantage of advanced methods stemming from the non-smooth dynamics community. Eventually, simulations were performed with diverse setups to both show the capabilities of the numerical tool as well as confront numerical results and experimental observations

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Parant, Paul. "Compaction de microsphères poreuses d'oxyde de lanthanides : approche expérimentale et simulations numériques." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAI086/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre de recherches sur le retraitement futur du combustible nucléaire usé et notamment sur la gestion poussée des radionucléides à vie longue tels que les actinides mineurs. Il concerne la fabrication de pastilles céramiques de Couvertures Chargées en Actinides Mineurs (CCAM) dédiées à la transmutation pour les réacteurs à neutrons rapides. Les pastilles céramiques utilisées dans le milieu nucléaire sont classiquement fabriquées en utilisant les procédés issus de la métallurgie des poudres. En raison de la pulvérulence des précurseurs poudres utilisés et de la forte radioactivité des actinides mineurs et notamment de l’américium, un procédé « sans poudre » innovant a été proposé. Ce procédé prévoit la fabrication de pastilles céramiques en utilisant des précurseurs oxydes non plus sous forme de poudre mais sous forme de microsphères (Calcined Resin Microspheres Pelletization, CRMP). Le principe de ce procédé consiste à compacter sous forme de pastilles des microsphères d’oxyde puis à fritter le comprimé obtenu.La première partie de cette étude concerne la synthèse et la caractérisation de précurseurs oxyde sous la forme de microsphères sub-millimétriques d’oxyde de lanthanides (simulants les actinides) par le procédé aux résines. Différents lots de microsphères ont pu être synthétisés afin de mieux appréhender l’influence de certains paramètres de synthèse, tel que la température de calcination, le tri en taille de la résine ou encore la teneur en lanthanides dans le cas des oxydes mixtes ont été investigués dans le but de déterminer leur impact sur les propriétés microstructurales et mécaniques de microsphères d’oxyde.L'étude aborde dans un deuxième temps la mise en forme des microsphères d’oxyde à travers une approche à la fois expérimentale et numérique. L’approche numérique utilise la méthode éléments discrets (Discrete Element Method, DEM), bien adaptée pour ces milieux granulaires. Les microsphères d’oxyde, prises individuellement, sont caractérisées mécaniquement notamment à travers la mesure de leur résistance à l'écrasement. Une mise en relation des conditions de synthèse et des tenues mécaniques des microsphères a été entreprise afin de comprendre l'impact de ces paramètres de synthèse sur le comportement mécanique du matériau. La compaction en matrice de lots de ces microsphères sous forme de pastille a été étudiée. En particulier, la compressibilité d'un certain nombre de microsphères a été analysée expérimentalement puis simulée par la DEM en mesurant la densification de la pastille en cru en fonction de la contrainte axiale appliquée et en décrivant l’évolution de sa microstructure
One option envisioned for the future management of high level nuclear waste is the transmutation of minor actinides into short-lived fission products in sodium fast reactor. This route requires the development of pellet fabrication processes to prepare Minor Actinide Bearing Blanket (MABB) for the transmutation of americium.Currently, those ceramic pellets are produced by powder metallurgy processes involving numerous grinding and milling steps that generate very fine and highly contaminating and irradiating particles. A viable option for reducing the amount of those fine particles would be to develop a dustless process by working on much coarser particles. In this context, this study is concerned with the pelletization of porous and spherical lanthanides oxide precursors (surrogates of actinides). The present work uses both experimental data and numerical simulations to optimize the pelletization step. The final aim is to obtain, after sintering, homogeneous, dense and undistorted ceramic pellets.Firstly, this study concerns the synthesis and characterisation of these oxide microspheres precursors by the Weak Acid Resin process, which consists in loading beads of ion exchange resin with lanthanides cations and mineralizing the metal loaded resin leads into sub-millimetric-sized oxide microspheres. Comprehensive characterisations of the microstructure and mechanical properties of oxide microspheres have been carried out to better understand their behaviour into the matrix when producing pellets.Secondly, the mechanical properties of a single microsphere were investigated in order to better understand its behaviour during compaction steps. They were also analysed using multi-scale simulations based on the Discrete Element Method (DEM), which is well suited for such particulate materials. In a second approach, compaction studies were carried out in a three parts die to characterize the mechanical behaviour under pressure of a large number of oxide precursors. The behaviour of several microspheres in the matrix was finally simulated using DEM in order to describe interactions between microspheres and to have a better understanding of their evolution during pressing

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Valiorgue, Frederic. "Simulation des processus de génération de contraintes résiduelles en tournage du 316L.Nouvelle approche numérique et expérimentale." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00359196.

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Abstract:

L'objectif de la thèse proposée par AREVA NP porte sur la prédétermination des contraintes résiduelles issues de l'opération de tournage de finition de l'inox 316L. Le modèle numérique simulant la génération des contraintes résiduelles propose une approche originale en appliquant des chargements thermomécaniques équivalents sur la surface finale de la pièce sans recourir à la modélisation de l'enlèvement de matière (formation du copeau, séparation de la matière,...). De ce fait, l'étude se divise en deux parties complémentaires. D'un coté, une campagne de mesures expérimentales a été menée de manière à recueillir un ensemble de données nécessaires à la mise en place des chargements thermomécaniques. Ces expériences sont conduites en fonction des données fournie par AREVA NP. De l'autre, un modèle numérique applique ces chargements et reproduit les phénomènes conduisant à l'apparition des contraintes résiduelles. Ces résultats numériques sont alors confrontés à ceux trouvés dans la biblio et aux mesures réalisées en interne. Il apparaît que cette nouvelle approche fournie des résultats intéressants et qu'elle permet de simuler plusieurs passages d'outils ce qui reste hors d'atteinte des modèles numériques actuelles.

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Caussanel-Laurent, Odile. "Agitation industrielle de fluides visqueux newtoniens et pseudoplastiques : approches expérimentale et numérique." Toulouse, INPT, 1990. http://www.theses.fr/1990INPT008G.

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Abstract:

Cette etude a pour objet l'agitation par des mobiles industriels de fluides visqueux newtoniens et pseudoplastiques. Le regime d'ecoulement est laminaire. Les mobiles industriels sont de deux types: un agitateur a ancre et une vis helicoidale avec tube de guidage. L'agitateur a ancre est etudie dans une cuve a fond conique. La vis helicoidale avec tube de guidage est etudiee dans une cuve a fond plat ou conique. L'etude de l'agitateur a ancre est abordee experimentalement et numeriquement. Une etude globale de l'agitateur est realisee en utilisant des mesures de couple pour la determination des caracteristiques de puissance en milieu pseudo-plastique et newtonien et une methode de coloration-decoloration pour la determination du temps de melange. Les vitesses locales sont obtenues par anemometrie a film chaud. Les ecoulements tangentiel-radial et axial-radial sont etablis pour un regime d'ecoulement. L'etude montre qu'une variation du nombre de reynolds influe peu sur ces deux ecoulements. Un code de calcul base sur une methode d'elements. Finis est developpe pour resoudre les equations de navier-stokes en regime laminaire sur le domaine bidimensionnel que represente la section transversale d'une cuve agitee par une ancre. Ce mode de calcul est applique a la simulation de l'ecoulement tangentiel-radial genere par l'agitateur de dimensions industrielles. La comparaison avec les resultats experimentaux est satisfaisante. L'agitateur a vis helicoidale avec tube de guidage est d'abord etudie dans une cuve a fond plat. L'etude globale experimentale de ce dispositif est faite suivant le protocole adopte pour l'agitateur a ancre. Les ecoulements externe au tube de guidage et de retour dans le tube de guidage sont donnes. Les influences de la rheologie et du nombre de reynolds sont etudiees. Les effets du tube de guidage et de la forme du fond de la cuve sont mis en evidence. Une comparaison des differents types d'agitateurs etudies est proposee

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Fernandez, Charles. "Modélisation et validation expérimentale des complexes insonorisants pour la prévision vibroacoustique numérique basse et moyenne fréquences des automobiles." Phd thesis, Université Paris-Est, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00470535.

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Dans cette recherche, on construit un modèle simplifié en basses et moyennes fréquences de complexes insonorisants (habillages) de l'industrie automobile à partir d'un élément élastoacoustique stochastique. Le modèle simplifié moyen est issu d'une extension de la théorie des structures floues et dépend de trois paramètres physiques : densité modale, amortissement et masse participante. Le modèle simplifié stochastique qui prend en compte les incertitudes de modèle et de données est construit en utilisant une approche probabiliste non paramétrique et dépend de trois paramètres de dispersion. Le modèle simplifié de l'habillage est implémenté dans un modèle vibroacoustique stochastique industriel d'automobile. Deux problèmes inverses sont résolus à l'aide d'une base de données expérimentales sur véhicules construite en parallèle et permettent d'identifier les paramètres du modèle complet. L'analyse des résultats permet de valider les développements théoriques et la méthodologie proposée

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Paisant, Jean-Francois. "Modélisation numérique et validation expérimentale de l'hydrodynamique d'une émulsion dans une colonne d'extraction." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066453/document.

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Abstract:

Au sein des opérations de retraitement du combustible usé, la colonne pulsée à garnissage est l'appareil d'extraction liquide-liquide principalement utilisé. Dans un contexte de compétitivité économique et de raréfaction des ressources, l'efficacité de ces appareils est devenue un enjeu pour l'industriel. Afin d'améliorer leur rendement à travers un meilleur dimensionnement, la connaissance de la vitesse de glissement entre les phases de l'émulsion est nécessaire.Les travaux menés et présentés dans ce manuscrit s'articulent autour de la modélisation physique et numérique de l'hydrodynamique de l'émulsion ainsi que de sa caractérisation expérimentale.Dans ce travail, une modélisation d'approche eulérienne, inspirée des travaux de D. Lhuillier, permet l'obtention d'un modèle bi-fluide couplé à une équation d'évolution de la surface d'échange (aire interfaciale). La résolution du modèle s'effectue par éléments finis sous le logiciel CAST3M. A l'issue des calculs, le modèle montre sa capacité à restituer le comportement de l'émulsion et permet l'obtention des vitesses de glissement. Dans une optique de validation expérimentale du modèle, des expérimentations sur deux installations sont menées. Celles-ci font notamment intervenir un couplage entre les méthodes de vélocimétrie par image de particules et de fluorescence induite par laser afin d'obtenir les vitesses de chaque phases et le taux de rétention de la phase dispersée. Un algorithme de détection et de suivi de gouttes est développé afin d'obtenir la vitesse de la phase dispersée et sa fraction volumique. La confrontation de ces aux résultats numériques permet une première qualification encourageante du modèle
In the core of spent fuel reprocessing operations, the pulsed columns with packing are the liquid-liquid extraction apparati mainly used. The context of economical competiveness and scarce resources, industrials are driven to improve the efficiency of these processes. Pulsed column efficiency is bound to the amount of available exchange surface, which depends on geometrical parameters of the column and the operating conditions. A better design would improve the efficiency. In this aim the knowledge of the interphase slip velocity is necessary. The work presented in this thesis revolves around physical and numerical modelling of the hydrodynamics of the emulsion and its experimental characterization.In this work, a eulerian approach, based on the work of D.Lhuillier, allows to obtain a two-fluid model coupled with an evolution equation of the exchange surface (interfacial area). We use finite elements method to solve this model along with CAST3M software. Numerical simulations have shown the model abilities to correctly reproduce the emulsion behaviour and to obtain the slip velocity.In order to experimentally validate the model, we carried out two types of experimentation. Particles images velocimetry coupled to laser induced fluorescence are involved to obtain velocities of each phases and the dispersed phase volume fraction. We developed a tracking algorithm to obtain the dispersed phase velocity and the hold up. These results, such as velocities and strain rate tensor, have been used in a first validation of the model

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Robe, Hugo. "Apports à la compréhension du soudage FSW hétérogène d’alliages d’aluminium par une approche expérimentale et numérique." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEE005/document.

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L’allègement des structures est actuellement un enjeu industriel majeur. L’utilisation de certains alliages d’aluminium couplés à de nouveaux procédés d’assemblages est une bonne réponse à cette problématique. Le procédé de soudage FSW permet notamment la réalisation d’assemblages multi-matériaux en s’affranchissant des problèmes de fusion. Cette étude, réalisée au sein de l’entreprise TRA-C industrie, s’est intéressée plus particulièrement au cas du soudage FSW hétérogène d’alliages d’aluminium des séries 2xxx (Al-Cu-Mg-Ag) et 7xxx (Al-Zn-Mg), dans une large gamme de paramètres industriels. Les caractérisations des assemblages ont pu mettre en avant de fortes hétérogénéités microstructurales et mécaniques au travers des cordons. Ainsi la présence d’une zone faible, adoucie dans la ZAT du côté de l’alliage 7xxx, amène à favoriser la rupture en traction. Une évolution métallurgique importante déclenchée par le cycle thermique généré explique principalement ce phénomène. D’autre part, cette étude expérimentale a été couplée à des travaux de simulation numérique du procédé en configuration homogène. Le modèle éléments finis intègre, pour la première fois, la géométrie réelle et complexe (filetage, facettes, …) de l’outil de soudage utilisé expérimentalement et est couplé à l’utilisation d’une technique de maillage mobile. Cette technique numérique a permis de s’affranchir intégralement des distorsions de mailles conséquentes souvent rencontrées, ainsi que de décrire fidèlement les effets thermomécaniques engendrés par l’outil de soudage. Une étude de sensibilité aux paramètres de soudage ainsi qu’aux matériaux soudés a démontré une excellente corrélation entre les cinétiques thermiques expérimentales et numériques tout en démontrant l’aspect prédictif du modèle
The lightweight structures optimisation is one of the main topics in transportation industry. It can be achieved by optimisation of materials as well as induced assembly process. As a solid-state process, Friction Stir Welding (FSW) allows to produce dissimilar materials joining while avoiding fusion defects. This work focused on the dissimilar welding of aluminium alloys from 2xxx (Al-Cu-Mg-Ag) and 7xxx (Al-Zn-Mg) series in an industrial context. Joints characterizations were conducted at multiple scales to understand parameters impact on material flow, joint morphology, and performances. They have shown large heterogeneities in the microstructure as well as the global and local mechanical behaviour. Whatever the welding parameters used, good mechanical performance has been reached. A specific softened zone has been detected in the 7xxx alloy’s HAZ which caused fracture during transverse tensile test. Significant metallurgical evolution induced by thermal cycles mainly explains these phenomena.On the other hand, simulation works were also conducted to simulate the welding process in similar material configuration. The finite elements model integrates, for the first time, the real and complex tool design (thread, flats…). Complex geometry can be used by coupling with a specific moving mesh technique. This numerical development completely overcomes the consequent mesh distortion often encountered in FSW simulation. The current model presents good sensitivity and robustness for several welding conditions and materials. It also demonstrates an excellent correlation between experimental and numerical thermal fields while revealing the predictive aspect of the model

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Korakas, Alexios. "Approche numérique et expérimentale de la propagation sonore en environnements océaniques tridimensionnels : application aux problèmes inverses." Phd thesis, Ecole Centrale de Lyon, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00514915.

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Abstract:

On s'intéresse dans ce travail à l'aspect tridimensionnel (3D) de la propagation sonore en milieux océaniques petits fonds dans le cadre des problèmes inverses. Les problèmes inverses en acoustique sous-marine se basent sur la modélisation bidimensionnelle (2D) de la propagation, ignorant ainsi les effets de réfraction horizontale, qualifiés d'effets 3D. Toutefois, la propagation acoustique en environnements petits fonds, tels le plateau continental, peut être affectée par des effets 3D, leur prise en compte nécessitant l'utilisation de modèles pleinement 3D. Une inversion basée sur un modèle 3D devient inabordable pour plus de deux paramètres à la fois en raison de temps CPU particulièrement élevés. L'objectif de ce travail est d'examiner l'importance des effets 3D sur la performance et la fiabilité des procédures d'inversion habituellement utilisées dans les problèmes de l'acoustique sous-marine. Pour cela, on se place dans un guide d'onde océanique à géométrie inclinée. Des expérimentations à échelle réduite sont menées afin d'identifier et d'interpréter les effets 3D. Une procédure d'inversion par champs d'onde adaptés, formulée dans un cadre Bayesien et basée sur la recherche exhaustive dans l'espace des paramètres, est élaborée. L'inversion s'effectue en comparant des données basse fréquence du champ acoustique, recueillies le long d'antennes linéaires verticales ou horizontales, aux répliques générées par des modèles d'équation parabolique 2D et 3D. Les paramètres importants sont identifiés au moyen d'une étude de sensibilité de la fonction de coût. Dans une étape préliminaire, la performance de l'inversion est étudiée, sur données synthétiques bruitées, dans un cas simple permettant l'utilisation de modèles 2D. Une stratégied'inversion en sous-espaces résultant en une réduction importante des temps CPU pour l'inversion, est examinée. L'inversion est ensuite abordée en présence d'un fond incliné. La possibilité et les limites d'une inversion basée sur un modèle 2D sont explorées. Cette approche, mise en œuvre sur données synthétiques, met en évidence la pertinence de l'utilisation de modèles 2D en champ relativement proche. Une inversion basée sur un modèle 3D n'étant alors nécessaire que pour la pente, des temps CPU raisonnables sont ainsi réalisés. En revanche, en champ lointain, nous sommes confrontés à un risque potentiel d'estimation erronée et le recours à une modélisation 3D devient nécessaire.

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Dissertations / Theses on the topic 'Approche expérimentale et numérique'

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