Dissertations / Theses: 'Propriétés mécanique (approche d’homogénéisation)'

1

Mtibaa, Mohamed. "Οptimisatiοn de cοuplage Ρrοcédé/Ρrοpriétés/Fiabilité des Structures en Μatériaux Cοmpοsites Fοnctiοnnels." Electronic Thesis or Diss., Normandie, 2024. http://www.theses.fr/2024NORMLH03.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Ce travail de recherche se penche sur les défis et les interactions entre les procédés de fabrication RTM et CRTM, les propriétés mécaniques et la fiabilité des structures en matériaux composites fonctionnels. Des modèles numériques ont été développés pour simuler l’imprégnation de la suspension à travers le milieu fibreux dans ces deux procédés. Ces modèles ont été validés en comparant leurs résultats à des résultats expérimentaux, semi-analytiques et analytiques présentes dans la littérature. Une étude paramétrique a été menée pour démontrer l’impact des différents paramètres de procédé sur la distribution des particules dans le composite final. De plus, une comparaison entre les modes d’injection et de compression a été effectuée. Les résultats de cette partie ont montré que la distribution des particules dans la pièce finale dépend de la concentration initiale, de la distance parcourue et de la fraction volumique initiale des fibres, indépendamment des valeurs des paramètres d'injection et de compression. Il a également été observé que le procédé CRTM à pression d’injection imposée et à force de compression imposée représente le scénario le plus favorable pour produire des pièces composites. Afin de contrôler la distribution finale des particules dans le composite élaboré par le procédé RTM, deux étapes clés ont été identifiées et conduites. La première étape consiste en une analyse de sensibilité axée sur trois paramètres : l’évolution temporelle de la concentration initiale des particules, du champ de pression d’injection, et de la porosité initiale des fibres. Les conclusions indiquent un impact mineur de la porosité initiale et du champ de pression d’injection, tandis que l’évolution de la concentration initiale des particules injectées joue un rôle prépondérant. Dans une seconde étape, un algorithme d’optimisation a été intégré au modèle numérique du procédé RTM, visant à déterminer la configuration optimale de l’évolution de la concentration initiale des particules injectées afin de rapprocher la distribution des particules dans le composite final aux profils souhaités. Les résultats obtenus grâce à l’algorithme génétique ont démontré une maîtrise satisfaisante de cette répartition. Pour enrichir cette partie, un modèle évaluant le comportement mécanique de la pièce fabriquée a été développé. Les résultats indiquent une corrélation positive entre le taux de particules et certaines propriétés mécaniques telles que les modules d’élasticité E11 et E22, ainsi que les modules de cisaillement G12 et G23. Cependant, le coefficient de Poisson (Nu12) est inversement proportionnel au taux de particules. En outre, le module de cisaillement G12 était le plus influencé par le taux de particules.Dans cette partie, nous avons visé le contrôle des propriétés mécaniques des pièces composites fabriquées par le procédé CRTM, ensuite comparées aux résultats du procédé RTM. Les conclusions révèlent que le procédé RTM offre un meilleur contrôle de ces propriétés, tandis que le procédé CRTM améliore considérablement les propriétés mécaniques des pièces grâce à sa phase de compression, qui augmente la fraction volumique des fibres et donc améliorant ces propriétés.Par la suite, une analyse statique a été réalisée en développant un modèle numérique basé sur la méthode des éléments finis avec Ansys APDL. Cette analyse vise la détermination de la déformation maximale de la pièce en fonction de la configuration (encastrement, simplement appuyé) et de la charge répartie appliquée. Ce modèle est combiné avec ceux du procédé CRTM et du calcul des propriétés mécaniques. Dans le but d’ajuster les propriétés mécaniques de la pièce composite selon la configuration et la charge répartie, tout en minimisant son poids et en respectant des contraintes mécaniques prédéterminées, telles que la limite de déformation maximale, un algorithme d’optimisation a été intégré à notre modèle global. Les résultats obtenus répondent parfaitement à ces objectifs
This research focuses on the challenges and interactions between the manufacturing processes (Resin Transfer Molding ‘RTM’ and Compression Resin Transfer Molding ‘CRTM’), the mechanical properties, and the reliability of composite material structures; more specifically the functional composites. A number of numerical models have been developed for simulating the suspension (resin + particles) impregnation through the fibrous medium (fibers) in the RTM and CRTM processes. These models are validated by comparing their results with experimental, semi-analytical, and analytical ones from the literature. A parametric study is carried out to demonstrate the impact of various process parameters on particles’ distribution in the final composite. Moreover, a comparison between the injection and compression modes is done. The results of this part show that the distribution of particles in the final part depends on the initial concentration, the distance travelled, and the initial fibers’ volume fraction. However, it is independent of the parameters values of injection and compression. It is also observed that the CRTM process with imposed pressure injection and imposed force compression represents the most favorable scenario for producing composite parts.For the purpose of controlling the final particles’ distribution in the composite material, manufactured by the RTM process, two key steps have been identified. The first step consists in a sensitivity analysis that examines three parameters: the temporal evolution of the initial injected particles’ concentration, the injection pressure field and the initial fibers’ porosity. The conclusions indicate a minimal impact of the initial porosity and the injection pressure field; while the evolution of the initial concentration of the injected particles has a dominant effect. In a second step, an optimization algorithm is implemented in the numerical model of the RTM process. It is used to determine the optimal configuration of the initial injected particles’ concentration’s evolution; in order to approximate the particles’ distribution in the final composite to the desired profiles. The obtained results from the genetic algorithm provide a very satisfactory control of this distribution. To complete this section, a model, estimating the mechanical properties of the manufactured part, is developed. It is found that there is a positive correlation between the particles’ fraction and certain mechanical properties, namely the elastic modulus E11 and E22, and the shear modulus G12 and G23. Nevertheless, the Poisson’s ratio (Nu12) is inversely proportional to the particles’ fraction. Also, the shear module G12 is the most significantly influenced by this fraction.Following this, the control of the mechanical properties of the composite parts, manufactured by the CRTM process, is targeted, and compared to the results of the RTM process. The conclusions reveal that the RTM process offers a better control of these properties. Whereas, the CRTM process improves considerably the mechanical properties of the parts due to its compression phase, which increases the fibers’ volume fraction and consequently enhances these properties.Finally, a static analysis is conducted based on the developed numerical model that uses the finite element method (Ansys APDL). This model is combined with those of the CRTM process and the mechanical properties calculation. An optimization algorithm is integrated in our global model to adapt the mechanical properties of the composite part according to the configuration (cantilever or simply supported) and the load distribution. Moreover, it minimizes the composite part’s weight and ensures the respect of the predetermined mechanical constraints such as the maximum deformation limit. The obtained results correspond perfectly to these objectives

2

Simon, Pierre. "Approche multiéchelle du comportement mécanique du bois dans le plan transverse." Lyon, INSA, 2009. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2009ISAL0049/these.pdf.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Le comportement élastique transverse des résineux a la particularité d'être fortement anisotrope. Il est de plus très hétérogène à certaines échelles. Les propriétés transverses sont enfin fortement variables d'une essence et d'une pièce de bois à l'autre. On propose ici une étude expérimentale et théorique de ce comportement. Ainsi, on descend à l'échelle cellulaire qui fait apparaître une grande diversité des formes. On construit alors un modèle géométrique de cellule capable de représenter la plupart des morphologies, et dont le comportement mécanique s'obtient par un calcul analytique. Dès lors, on explique et on quantifie les caractéristiques des résineux aux échelles supérieures, notamment l'orthotropie à toutes les échelles et l'hétérogénéité dans les cernes. Des comparaisons expérimentales appuient les résultats. La grande variabilité morphologique des cellules s'accompagne logiquement d'une très grande dispersion des raideurs microscopiques: de 1 à 10 pour certaines sollicitations. L'orthotropie macroscopique s'explique ensuite par l'agencement régulier des cellules dans le cerne. Paradoxalement, à cette échelle, dite méso, la grande disparité des cellules réduit la variabilité comportementale. Le passage aux éléments de construction voit la dispersion des modules élastiques moyens diminuer par l'association de nombreux cernes, pour atteindre quelques dizaines de pourcents seulement. Cependant le comportement élastique transverse des pièces de structure reste très variable. Il dépend fortement de l'orientation des cernes dans les sections et peut varier d'un facteur 5 d'une poutre à l'autre
[The elastic behavior of softwoods presents a huge anisotropy in the transverse plane. It is moreover very heterogeneous at some scales. Transverse mechanical properties also seem to be very different between species or from a piece of wood to another. Here is proposed an experimental and theoretical study of this behavior. To explain, it, at least the cellular scale must be observed. Many shapes of cells exist and an adaptative goemetric model of the cells has been constructed. An analytical calculus then gives the mechanical properties associated to this geometric model. Then the behavior of wood at upper scales is deduced from the morphology of cells in the annual rings. The anisotropy and the heterogeneity of spruce are quantified. Experimental data are compared to the theoretical results. The great variability of cellular shapes locally leads to a very important diversity in their stiffness, from 1 to 10 for some types of loads. Macroscopoic orthotropy come from the microscopic anisotropy but also depends on the regular assembly of cells in annual rings. The behavior of annual rings is less random than cell properties, paradoxically thanks to the great cellular variability. And when the transverse behavior of macroscopic wood pieces is measured, its variability decreases with the number of annual rings in the section, and reach only some ten percents. Nevertheless, the mean transverse elastic behavior of structure pieces is quite variable. It largely depends on the orientation and curvature of the annual rings. And the transverse stiffness can vary from 1 to 5 from one beam to another]

3

Langlade, Cécile. "Approche physico-chimique et mécanique des propriétés lubrifiantes de poudres graphite + additifs." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1993. http://www.theses.fr/1993ECDL0002.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Le comportement en frottement de deux poudres lubrifiantes à base de graphite a été étudié. Afin de mieux appréhender les différentes phases du frottement, un nouvel essai a été mis au point. Il utilise des plots de poudre compactée et une géométrie cylindre/plan. La formation des films de transfert puis leurs propriétés lubrifiantes contre un acier ont été examinées d'un point de vue macroscopique (coefficient de frottement, aspect des films, poids transféré) puis microscopique (diffraction RX sous incidence rasante, ESCA, Microscopie Electronique de Transmission). La spectroscopie Raman s'est révélée être une technique de caractérisation bien adaptée à notre étude. Le recoupement des résultats des approches mécaniques et physico-chimiques permet d'interpréter les différentes étapes du frottement. La phase de latence, accélérée par la présence de vapeur d'eau dans l'atmosphère, est caractérisée par une facturation des cristallites du graphite et un renforcement de la cohésion des plots localisé autour des cristaux d'additifs. Les premiers germes transférés sur la surface métallique ont une structure turbostratique avec des atomes étrangers en position interstitielle. La présence de soufre provoque la formation de liaisons C-S tandis que le molydate entraîne une légère oxydation du graphite. Sur cette première couche de germination se forme alors une couche de croissance à structure graphitique nanocristalline renforcée par la présence de petits précipités d'additif uniformément répartis. Les films ainsi formés ont un comportement en frottement contre un acier similaire à celui de films de MoS2. Contrairement au graphite, leur coefficient de frottement diminue en l'absence de vapeur d'eau et leur durée de vie est accrue.

4

Gueguin, Maxime. "Approche par une méthode d’homogénéisation du comportement des ouvrages en sols renforcés par colonnes ou tranchées." Thesis, Paris Est, 2014. http://www.theses.fr/2014PEST1062/document.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Ce travail s'inscrit dans le contexte des techniques de renforcement des sols, permettant d'améliorer les performances mécaniques de terrains de qualité médiocre. Parmi ces techniques, l'utilisation d'inclusions souples prenant la forme de colonnes ou de tranchées croisées connaît une diffusion croissante. Même si les aspects relatifs à leur procédé de construction sont aujourd'hui bien maîtrisés, les méthodes de dimensionnement de ces ouvrages en sols renforcés restent à améliorer. Dans cette thèse, nous proposons d'utiliser la méthode d'homogénéisation afin d'analyser le comportement global des ouvrages en sols renforcés, dans le cadre de la théorie de l'élasticité (propriétés de rigidité) aussi bien que dans celle du calcul à la rupture (propriétés de résistance). Tenant compte de la périodicité géométrique des différentes configurations de renforcement, nous déterminons le comportement des sols renforcés tout d'abord au niveau local puis à l'échelle de l'ouvrage. Pour évaluer les capacités de résistance des ouvrages en sols renforcés, les approches statique et cinématique du calcul à la rupture sont mises en œuvre analytiquement ou numériquement selon la nature du matériau de renforcement utilisé. Par des formulations numériques innovantes adaptées à cette théorie, nous parvenons notamment à évaluer les domaines de résistance macroscopiques des sols renforcés par colonnes ou tranchées croisées, qui peuvent ensuite être pris en compte dans le comportement à la rupture des ouvrages en sols renforcés. Deux exemples d'application de cette procédure, relatifs au problème de capacité portante d'une semelle de fondation reposant sur un sol renforcé d'une part et à l'analyse de la stabilité d'un remblai d'autre part, sont effectués
This work takes place in the context of soil reinforcement techniques, aimed at improving the mechanical performances of poor quality grounds. Among these techniques, the use of soft inclusions taking the form of columns or cross trenches has known important developments. Even if the aspects relative to their construction process are presently well mastered, the design methods of such reinforced soil structures still remain to be greatly improved. The present work advocates the use of the homogenization method for assessing the global behavior of reinforced soil structures, both in the context of linear elasticity (stiffness properties) and in the framework of yield design (strength properties). Taking into account the geometrical periodicity of the various reinforcement configurations, we thus determine the behavior of the reinforced soils first locally and then at the global scale. To assess the strength capacities of reinforced soil structures, the static and kinematic approaches of the yield design theory are performed analytically or numerically depending on the kind of reinforcing material which is used. Adopting innovative numerical formulations dedicated to this theory, we can notably evaluate the macroscopic strength domains of column as well as cross trench reinforced soils which can then be introduced in the yield design of reinforced soil structures. Two illustrative applications of this procedure are performed relating to the bearing capacity problem of a reinforced soil shallow foundation on the one hand, the stability analysis of an embankment on the other hand

5

Regnet, Jean Baptiste. "Propriétés physiques et comportement mécanique des roches carbonatées microporeuses : Approche intégrée expérimentale et microstructurale." Thesis, Cergy-Pontoise, 2014. http://www.theses.fr/2014CERG0718/document.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Les carbonates microporeux sont caractérisés par une importante hétérogénéité de faciès (texture, composition) qui se traduit généralement par une très grande variation des (1) propriétés physiques (porosité, perméabilité, vitesses acoustiques), et (2) du comportement mécanique. Ces hétérogénéités rendent souvent difficile les prédictions en termes de stockage géologique, de qualité de porosité ou perméabilité des réservoirs d'eau souterraine ou d'hydrocarbures lors de l'exploration ou production. Cette étude intégrée apporte de nouveaux éléments de réflexion quant aux facteurs de contrôles microstructuraux sur les propriétés physiques et mécaniques des roches carbonatées microporeuses.(1) Une centaine d'échantillons de carbonates a été prélevée tous les 2m environ le long du forage EST205 au niveau de la plate-forme oxfordienne de Meuse/Haute-Marne. Un objectif appliqué de ce travail, vise à mieux contraindre les variations verticales des propriétés pétrophysiques et pétrographiques qui régissent en grande partie les circulations aquifères actuelles dans cette formation. D'un point de vue fondamental, un résultat majeur est la mise au point d'une nouvelle méthode de rock-typing pour les réservoirs microporeux, et l'établissement d'un lien entre matrice micritique et les propriétés physiques. Les propriétés de transport (perméabilité, conductivité électrique) sont grandement influencées par la réduction ou l'augmentation progressive de la microporosité intercristalline selon le type de matrice micritique considéré. L'augmentation des vitesses d'ondes acoustiques peut être vue comme le reflet d'une cimentation progressive des particules de micrites, qui rend l'ensemble de la matrice plus rigide et cohérente. La dispersion des valeurs de vitesses est expliquée grâce à la théorie de la poroélasticité. Les calculs réalisés avec les équations de Biot-Gassmann [Biot, 1956 ; Gassmann, 1951] mettent en évidence une population de microcracks (crack porosity), qui affecte les vitesses de propagation des ondes. Enfin, une origine possible des niveaux poreux oxfordiens est une dissolution précoce des particules de micrites via la circulation d'eau météorique sous saturée par rapport à la calcite, lors de courtes phases d'émersion de la plate-forme.(2) La vitesse de propagation des ondes P dans la formation de l'Oolithe Blanche (Grainstone Oolithique, Jurassique Moyen, Basin de Paris) est très largement contrôlée par la structure de l'espace poreux (porosité annulaire ou uniforme dans les grains ; Type A) et par la présence ou l'absence d'un ciment isopaque autour des grains (Type B) (Makhloufi et al., 2013 ; Casteleyn et al., 2010, 2011). Plusieurs essais de déformation triaxiale ont été réalisées sur des échantillons de Type A et B afin d'investiguer le rôle de telles microstructures sur la réponse mécanique des roches carbonatées poreuses. Cette étude est essentielle à la compréhension générale de l'Oolithe Blanche, qui présente un fort potentiel géothermique et représente une cible potentielle pour la séquestration de CO2.Les échantillons comparés présentent des textures et faciès équivalent (porportion de ciment de blocage, granulométrie), ainsi que des propriétés pétrophysiques très similaire (porosité, perméabilité) ; afin que le paramètre microstructural soit le seul à varier.Deux comportements distincts sont mis en évidence :Type A: les échantillons avec une microporosité uniforme dans les grains ont un comportement ductile, tandis que les échantillons à porosité annulaire sont caractéristiques du domaine fragile.Type B: les échantillons avec des ciments isopaques autour des grains ont un comportement fragile. En revanche, les échantillons dépourvu de tels ciments présentent un comportement mécanique relevant plus du domaine ductile.Ces résultats montrent que les structures de porosité et les ciments jouent un rôle important sur la réponse mécanique des roches carbonatées microporeuses
This integrated study provides significant insight into parameters controlling (1) the acoustic and reservoir properties of microporous limestone and (2) the mechanical behavior of such rocks. This work improves the knowledge of the relationships among rock physic and rock mechanic on one hand, and the microstructural content on the other hand.(1) Petrophysical properties measured from laboratory and logging tools (porosity, permeability, electrical conductivity and acoustic properties) have been coupled with thin section and SEM observations on the EST205 borehole from the Oxfordian limestone aquifer of the Eastern part of the Paris Basin. A major achievement is the establishment of the link between micrite microtexture types (particle morphology and nature of inter-crystal contacts) and the physical response. Fluid-flow properties are enhanced by the progressive augmentation of intercrystalline microporosity and associated pore throat diameter, as the coalescence of micrite particle decreases between relatively coarser tight morphologies and microporous morphologies. The slow increase of P-wave velocity can be seen as a reflection of crystal size and growing contact cementation leading to a more cohesive and stiffer micrite microtexture. By applying poroelasticity theory on our samples, we show that velocity dispersion can be a very useful tool for data discrimination in carbonates. Finally, a possible origin of high porous levels in neritic limestones is a mineralogical dissolution of carbonates through freshwater-related diagenesis during subaerial exposure time.(2) Regarding rock mechanic, conventional triaxial experiments were performed on samples from the Oolithe Blanche formation (Middle Jurassic Limestone, Paris basin) to investigate the effect of different microstructural parameter on the mechanical behavior of microporous carbonate rocks. Type A samples display two different microporosity distributions within the grains (uniform versus rimmed microporosity) and type B samples are based on the presence/absence of an isopachous cement around the ooids. This work is of primary importance since the Oolithe Blanche formation, a deep saline aquifer, is a possible target for CO2 sequestration and geothermal production in the center of the Paris Basin. Experiments were performed under saturated state with respectively two sets of experimental conditions: (1) a 5 MPa pore pressure and a 28 MPa confining pressure with a temperature of 55°C for Type A carbonates to mimic in-situ conditions in the Center of the Paris Basin; and (2) a 0.5 MPa pore pressure and a 1.5 MPa confining pressure for Type B samples. Sample types have similar facies and composition (oolithic microporous grainstone with a 500µm average grain size), and porosity ranges from 17% to 20%. Permeability values are also very similar and range from 10-2 mD to 10-1 mD.(1) Type A samples with a rimmed porosity display a typical behavior of the brittle failure regime with stress-strain curves reaching a peak (138 MPa) beyond which strain softening was recorded, and strain localization on a shear fracture. (2) Type A samples with a uniform porosity display a ductile behavior with no localization of the deformation.(2) Type B samples with isopachous cement show a brittle behavior with stress drop (16 MPa to 18 MPa) and localization on a shear fracture. When isopachous cements are absent, a more ductile type of behavior is observed. Our set of data suggests that those two microstructural parameters have a significant control on the mechanical behavior of carbonate rocks

6

Khalfaoui, Mohamed. "Approche énergétique et analytique de quelques aspects du problème de Saint-Venant : cas de poutres composites." Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20104.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Pour l'essentiel, ce travail est consacre a diverses questions concernant le comportement mecanique des structures elancees composites en mariant les methodes analytiques et energetiques. Partant du resultat precedemment obtenu par o. Maisonneuve, il est procede a une approche en contraintes de la caracterisation de la solution d'energie minimum pour le probleme de saint-venant generalise (corps de forme quelconque eventuellement composite) et pour le probleme de saint-venant elargi (l'information connue est le torseur des charges plus au moins quelque chose). On montre ensuite que la solution minimisant linearise des parties chargees dans le cas de l'elasticite non lineaire en petites perturbations. Dans une deuxieme partie l'emploi d'une methode analytico-energetique permet de determiner avec une bonne approximation le champ des contraintes dans le cas de la traction et de la flexion avec ou sans effort tranchant des poutres de section rectangulaire bicouches. Par la meme methode est traite le cas d'un assemblage bicouches precontraint.

7

El, Yagoubi Jalal. "Effet de l’endommagement mécanique sur les propriétés thermiques de composites à matrice céramique : approche multiéchelle." Thesis, Bordeaux 1, 2011. http://www.theses.fr/2011BOR14297/document.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Le travail exposé dans ce mémoire propose un examen, selon une approche multiéchelle, de la relation entre l’évolution de l’endommagement et la perte de conductibilité thermique de Compositesà Matrice Céramique. Les recherches sont menées à la fois sur le plan expérimental et sur le plan théorique. La démarche mise en oeuvre consiste à examiner deux échelles significatives (Microet Meso) auxquelles agissent des mécanismes d’endommagement différents et à évaluer pardes techniques d’homogénéisation l’effet sur les propriétés thermiques effectives.Une attention particulière a été donnée à l’élaboration d’une démarche expérimentale approfondieassociant des moyens de caractérisation mécanique, thermique et microstructurale. Aux deuxéchelles étudiées, un banc expérimental a été conçu pour réaliser des mesures thermiques sur des CMC sollicités mécaniquement. La diffusivité thermique longitudinale du mini composite est estimée par thermographie à détection synchrone. Des variantes de la méthode flash en face arrière sont mises en oeuvre pour l’étude du composite tissé. Par ailleurs, la progression de l’endommagementest déduite de l’enregistrement des signaux acoustiques et d’observations microstructurales post-mortem. Les résultats expérimentaux sont systématiquement comparés à des simulations. A l’échelle Micro, un modèle micromécanique est proposé afin de simuler la perte de conductivité thermique d’un mini composite en traction. A l’échelle Méso, une stratégie multiéchelle de calcul numérique de l’effet de l’endommagement sur les propriétés thermiques d’un CMC tissé est présentée
In this work the relationship between the evolution of damage and the loss of thermal propertiesof Ceramic Matrix Composites is investigated by a multiscale approach. Research are conductedboth experimentally and theoretically. The implemented approach is to consider two significantscales (micro and meso) where different damage mechanisms are operating and then assess theeffect on the effective thermal properties by homogenization techniques.Particular attention has been given to the development of a thorough experimental work combiningvarious characterization tools (mechanical, thermal and microstructural). At the two aforementionedscales, an experimental setup was designed to perform thermal measurements onCMC under tensile test. Thermal diffusivity of minicomposites is estimated using Lock-in thermography.Also, tranverse diffusivity mapping as well as global in-plane diffusivity of woven CMCare determined by suitable rear face flash methods. The evolution of damage is then derived fromacoustic emission activity along with postmortem microstructural observations. Experimental resultsare systematically compared to simulations. At microscale, a micromechanical-based modelis used to simulate the loss of thermal conductivity of a minicomposite under tensile test. At mesoscale,a multiscale Finite ElementModel is proposed to compute the effect of damage on thermalproperties of woven CMC

8

Ernst, Emil. "Le principe de Saint-Venant, théorème et axiome. Une approche énergétique." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20094.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Le principe de saint-venant a ete aborde dans cette etude sous plusieurs angles. Nous avons d'abord determine les conditions les plus generales sous lesquelles une formulation du principe est encore envisageable, si toutefois la fonction deformation contrainte verifie les conditions de regularite usuelles pour les theories utilisant l'hypothese des petites perturbations ; de cette maniere, les limites naturelles du principe ont ete tracees. La condition classique demandant que le sous-domaine dont on determine l'energie de deformation soit eloigne des parties chargees de la frontiere a ete remplacee par une condition purement topologique, qui a l'avantage de caracteriser sans ambiguite les situations ou une formulation du principe reste possible. Ensuite, le cadre et les outils mathematiques mis en place dans les premiers chapitres sont effectivement employes pour formuler et demontrer une variante du principe de saint-venant pour le probleme de boussinesq. On peut, grace aux resultats ainsi obtenus, mieux saisir le role des conditions concernant le torseur des champs de chargements, classiquement associees aux principes. Enfin, a ete abordee le probleme de l'extension des methodes et resultats de la premiere partie au cas des materiaux elastiques en grandes deformations ; pour cela a ete definie une classe de materiaux pour lesquels, grace a leurs proprietes mecaniques standard, l'etude de la distribution de l'energie de deformation peut encore donner des indications sur l'allure des solutions. L'obtention d'une formulation du principe dans ce cas est a peine esquisse, mais les resultats obtenus vont dans le meme sens que ceux de la premiere partie de notre etude

9

Robert, Benjamin. "Etude des propriétés viscoélastiques des tissus mous par Elastrographie IRM : une approche multi-échelle." Paris 7, 2009. https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00556732.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Ces dernières années, l'élastographie ultrasonore et IRM s'est développée afin de caractériser les propriétés viscoélastiques des tissus mous. Ces nouvelles méthodes d'imagerie sont particulièrement prometteuses pour caractériser des pathologies comme les carcinomes dans le sein qui présentent une élasticité plus importante que les tissus environnants. Dans la première partie du manuscrit, une présentation des milieux viscoélastiques permet de décrire les comportements mécaniques observés lorsqu'ui tel milieu est sollicité par une onde élastique. Différents modèles de propagation d'ondes de cisaillement sont analysés afin d'arrêter un choix quant au modèle utilisé pour estimer les propriétés mécaniques des tissus biologiques par élastographie IRM. Dans la seconde partie, les différentes méthodes d'élastographie par imagerie ultrasonore sont présentées avant d'introduire quelques bases de l'imagerii par résonance magnétique nécessaires à la compréhension de l'élastographie IRM. Deux approches de programmation du codage des déplacements son comparées théoriquement et expérimentalement de manière à optimiser la qualité de l'estimation des propriétés mécaniques. Enfin la troisième partie aborde les difficultés de mise en œuvre de ces deux techniques d'acquisition pour certains organes du corps humain comme la carotide ou le cœur, et propose une nouvelle approche de l'élastographie IRM pour pallier ces problèmes. Les bases théoriques de cette méthode sont présentées et comparées aux techniques conventionnelles d'élastographie IRM. Des expériences dans un gel permettent alors de confirmer les observations théoriques réalisées. Enfin, cette technique d'acquisition est adaptée aux contraintes de l'élastographie du cœur et le suivi des propriétés mécaniques in vivo du cœur durant le cycle cardiaque sont présentés sous forme d'élastogrammes
Ultrasound and MRI elastography has developped rapidly these past days in order to estimate the viscoelastic properties of soft tissues. This new diagnostic tool is particularly adapted to characterize pathologies such as breast carcinoma because of its higher elasticity than the surrounding tissue. In the first part of the manuscript, viscoelastic media are presented in order to describe their mechanical behaviors while an elastic wave is generated. Several rheological models are introduced and analyzed to find the more adapted description of the mechanical properties of soft tissues estimated out of MR-Elastography acquisitions. The second part presents the different techniques of ultrasound elastography and the basis of the Magnetic Resonance Imaging in order to better understand the objectives of MR-Elastography. Two MR-Elastography sequences are theoretically and experimentally analyzed in order to optimize the quality of mechanical properties estimation. The third part enlightens the difficulties to adapt current MR-Elastography sequences to short T2* tissues such as the carotid or the heart. Thus, a new sequence is introduced: the DENSE-MRE sequence. This new MRI sequence is theoretically and experimentally compared to conventional MR-Elastography sequences. And this new sequence is is used in vivo to estimate elastograms of heart during the heart cycle

10

Gaied, Issam. "Contribution à l'étude de la contention : approche bidimensionnelle, identification du comportement biaxial en grandes déformations des tricots élastomériques." Saint-Etienne, EMSE, 2004. http://www.theses.fr/2004EMSE0025.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Une modélisation simplifiée en 2D nous a permis dans un premier temps de valider l'utilisation locale de la loi de Laplace. Par ailleurs, des mesures expérimentales directes réalisées avec un capteur de pression SIG aT corroborent les simulations en 2D avec ABAQUS du port d'un bas médical de contention, où la jambe a été modélisée par un corps parfaitement rigide et le tricot par des éléments de poutre. Ces mêmes mesures nous ont révélé l'importance de traiter le problème en 3D, intégrant par conséquent le comportement orthotrope du matériau et la variation longitudinale de la courbure de la jambe. La seconde partie de la thèse a été consacrée au développement et à la validation d'une méthodologie d'identification du comportement biaxial en grandes déformations des tricots élastomériques. Cette méthodologie se base sur la comparaison des efforts et du champ de déplacement expérimental obtenu par une méthode de corrélation d'images, avec les résultats de la simulation de cet essai de traction bidirectionnel via le code de calcul par ZéBuLon. Le comportement a été modélisé par une surface de comportement implémentée en formulation corrotationnelle avec le méta-langage Zebfront. Ces surfaces permettent de décrire simplement le comportement biaxial de ces tricots jusqu'à des déformations de 110%
With a simplified 2D finite element model using ABAQUS, we initially validated the local Laplace law. We use this model to predict the pressure generated by the Medical Compression Stckings on one considered section of the leg. The leg was represented by a perfectly rigid body and the MCS by beam elements. We have also use a pneumatic device named Sig at to make in-situ experimental measurements. A good agreement between the pressures is verified. These same measurements revealed us the importance of treating the problem in 3D. In this case we have to integrate the orthotropic behaviour of the material and the longitudinal variation of the radius of the leg. The second part of the thesis was hence devoted to the development and the validation of an identification methodology for the biaxial behaviour under large deformations of an elastomeric knitted fabric. This methodology is based on the comparaison of the efforts and the experimental displacement field obtained by a correlation images method, with the results of the simulation of the same bidirectional tensile test using ZéBuLon F. E. Code. The material response was modelled through response a behaviour surface implemented under corrotationel formulation with the meta-language Zebfront. These surfaces allowed us to describe simply the biaxial behaviour of these knitted fabric up to deformations of 110%

11

Ziane, Elbekkaye. "Approche mécanique et physicochimique du comportement des assemblages collés : application aux tôles d'acier galvanisées." Compiègne, 1986. http://www.theses.fr/1986COMPE057.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

L’appréciation de la tenue mécanique des structures collées a fait l’objet de nombreux travaux ces dernières années dont la majorité a porté sur des structures en aluminium ou en acier non revêtu. Cette tenue, généralement testée par un essai de cisaillement sur éprouvette à simple recouvrement, est le plus souvent considérée sous un seul aspect soit chimique, soit physicochimique, soit encore mécanique. Le joint collé étant constitué en fait des substrats, de la colle et des différentes interfaces et interphases, il nous a paru nécessaire de conjuguer plusieurs techniques afin de cerner le problème sous tous ses aspects. D’un point de vue pratique, le support de cette étude est la tôle d’acier galvanisée qu’est un matériau très largement employé depuis de nombreuses années dans les domaines de la construction et de la mécanique en particulier. Cependant, malgré son image traditionnelle, ce produit évolue de façon spectaculaire : progressivement, ses propriétés mécaniques et sa résistance à la corrosion s’améliorent grâce à des procédés techniques nouveaux ou à des additions d’éléments d’alliages, et des traitements chimiques superficiels développent chaque jour la proportion de tôles qui entrent en fonction dans de nombreux domaines. L’aptitude au collage de ce matériau dépend semble-t-il en grande partie de sa composition chimique superficielle et de sa rugosimètrie que l’on cherche à optimiser par différents traitements. Ce travail comporte une première partie portant sur une étude bibliographique critique des différents essais mécaniques relatifs aux assemblages collés ainsi que les divers paramètres pouvant influer sur les caractéristiques mécaniques à mesurer. Une deuxième partie est consacrée à l’étude de l’influence des différents paramètres constituant le joint sous deux types de sollicitation basée sur la R. D. M. Classique (traction et cisaillement). Enfin une troisième partie traite de l’application de la mécanique de la rupture aux structures collées, ainsi que l'utilisation et du traitement des signaux d’émission acoustique.

12

Quittau, François. "Vers un comportement de synthèse de particules cohésives par une approche de nanomécanique." Toulouse, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAT0035.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Ce travail est une tentative d'aborder le comportement mecanique de materiaux coherents a partir des connaissances fines de la matiere. Cette approche tend a donner une base physique a l'etude des lois de comportement phenomenologiques, etude qui devient particulierement difficile dans le cas de materiaux heterogenes le long de chemins de chargement thermo-hydro-mecaniques et physico-chimiques complexes. En partie 1 du memoire, on trouvera un condense des connaissances fondamentales sur la structure de la matiere, oriente vers la description des argiles qui est le materiau coherent de reference en genie civil. En partie 2, on aborde l'aspect quantitatif de la description fine de la matiere grace a la notion d'interactions entre entites atomiques et moleculaires, aspect a la base de toute tentative de modelisation. En partie 3, les donnees quantitatives de la partie 2 sont appliquees au probleme de simulation numerique de structures naturelles, en vue de valider les lois d'interactions proposees. En partie 4, sur la base des lois d'interaction de la partie 2, on aborde l'etude du comportement des structures de synthese construites en partie 3, grace a des experiences numeriques de comportement. En conclusion sont exposes les espoirs que peuvent faire naitre ces premiers resultats de nanomecanique

13

Thuault, Anthony. "Approche multi-échelle de la structure et du comportement mécanique d'une fibre de lin." Caen, 2011. http://www.theses.fr/2011CAEN2055.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Ce travail de recherche porte sur la compréhension de la structure de la fibre de lin aux différentes échelles et sur l'étude de son comportement mécanique. En effet, dans le contexte de développement durable, le recours aux ressources végétales s'étend à de nombreux domaines d'applications industrielles dont celui des éco-composites structuraux. Dans un premier temps, sept variétés de fibres de lin sont comparées en terme morphologique (diamètre), de biocomposition et de propriétés mécaniques. Ensuite, l'étude structurale de la fibre de lin a porté sur les parois constitutives (nombre, épaisseur) et l'orientation des microfibrilles dans ces parois. L'analyse des courbes de contrainte-déformation obtenues par traction uniaxiale a permis d'évaluer les contributions élastique, viscoélastique et "plastique" au comportement globale de la fibre. L'orthotropie de son comportement mécanique a été mise en évidence par des essais de nanoindentation. Ces différentes données ont alors été utilisées pour identifier les paramètres majeurs qui gouvernent le comportement mécanique de la fibre de lin. Ainsi, des simulations du comportement mécanique de la fibre ont été entreprises dans le but de proposer une description phénoménologique
This PhD thesis deals with the understanding of the flax fibres structure at different scales and the studying of its mechanical behaviour. Indeed, in the context of sustainable development, using plant resources covers several fields of industrial applications including structural eco-composites. At first, seven varieties of flax fibres were compared in terms of morphology (diameter), biochemical composition and mechanical properties. Then, the structural study of the flax fibre dealt with the cell wall layers (number, thickness) and the microfibrils orientation in these layers. The analysis of the stress-strain curves obtained by uniaxial tensile test was used to estimate the elastic, viscoelastic and "plastic" contributions to the global behaviour of the fibre. The orthotropy of its mechanical behaviour has been demonstrated by nanoindentation testing. Finally, these data were used to identify the principal parameters that define the mechanical behaviour of the flax fibre. Thus, simulations of the mechanical behaviour of the fibre have been initiated to propose a phenomenological description

14

Micol, Alexandre. "Approche probabiliste dans la conception des modules de puissance." Toulouse 3, 2007. http://www.theses.fr/2007TOU30307.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Le principal mode de défaillance des modules de puissance IGBT est la fatigue thermomécanique. L'échauffement thermique provoque des contraintes mécaniques dues à la différence des coefficients de dilatation thermique des matériaux mis en jeu. Leur durée de vie, liée à l'énergie non élastique dissipée, dépend fortement du comportement non linéaire des matériaux. L'intérêt de ce travail réside dans l'application des méthodes fiabilistes traditionnelles au domaine de l'électronique de puissance. Une stratégie originale de modélisation éléments finis des modules est ici proposée. Puisque la défaillance s'évalue par le comportement des matériaux, une identification des lois de comportement non-linéaire de la brasure Sn/Ag3. 5 est ici faite sur des essais de relaxation et d'écrouissage. Une méthode de réponse de surface adaptative dans un environnement de calcul parallèle a été implémentée et mise en application sur plusieurs études fiabilistes électrique, thermique et mécanique
The major failure mode of power IGBT modules is thermo-mechanical fatigue. Thermal heating leads to mechanical stress due to the difference in the coefficients of thermal expansion of the materials involved. How long they last, which is linked to dissipated inelastic energy, strongly depends on the nonlinear behaviour of materials. The interest of this work lies in the application of traditional reliability methods to the field of power electronics. We first introduce the different stochastic methods, taking into account the random behaviour of the model's data. Modelisation, used to define the limit state surface, is made of the different failure modes of power module. We present here an original strategy of finite element modelisation. Since failure is assessed by material behaviour, we identify the Sn/Ag3. 5 solder nonlinear law with relaxation and work-hardening test. An adaptive surface response method with parallel computing is implemented and applied on several reliability studies : electrical, thermal and mechanical

15

Soulié, Fabien. "Cohésion par capillarité et comportement mécanique de milieux granulaires." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010079.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

La capillarité dans un milieu granulaire est étudiée aux échelles locale et macroscopique dans le cas 3D polydisperse. A l'échelle locale, un modéle explicite de cohésion par capillarité est proposé. Il comprend une loi de comportement et un critère de rupture locaux fonctions des caractéristiques du doublet. La pertinence du modèle est vérifiée expérimentalement sur des billes de verre. Il est implémenté dans un code de calcul en éléments discrets, en association avec une gestion numérique de la répartition de l'eau dans le milieu. Des essais de compression sont réalisés numériquement et expérimentalement. Leur concordance a permis de valider l'approche en éléments discrets dans le cas de la capillarité, et d'envisager l'étude du comportement macroscopique des matériaux granulaires humides. Enfin, l'influence de certains couplages est abordée afin de montrer la sensibilité de la cohésion par capillarité aux conditions environnementales ainsi que les possibilités offertes par le code

16

Becquart, Frédéric. "Première approche du comportement mécanique d'un milieu granulaire issu d'un mâchefer d'incinération d'ordures ménagères : valorisation en technique routière." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2007/50376-2007-13.pdf.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Le travail de thèse a consisté à identifier expérimentalement le comportement mécanique d'un mâchefer d'incinération d'ordures ménagères, à la fois non traité et cimenté avec un liant routier à faible dosage. Ce mâchefer est valorisable au sens de la circulaire du 9 mai 1994, précisant les conditions d'emploi des mâchefers en technique routière. L'objectif est d'améliorer la connaissance du matériau « mâchefer» du point de vue mécanique, de telle sorte à améliorer la méthode de dimensionnement rationnelle des chaussées, prenant en compte un comportement plus réel du matériau granulaire « mâchefer» et permettant ainsi de s'affranchir de considérations empiriques. La première étape de cette étude a consisté à mettre en place des dispositifs et méthodologies expérimentaux adaptés au matériau « mâchefer ». Dans cette première approche, la rhéologie du matériau granulaire, non lié et faiblement cimenté, est approchée en régime quasi-statique et en régime cyclique, sur des chemins de contraintes oedométriques et triaxiales. Les résultats expérimentaux révèlent des propriétés mécaniques du matériau granulaire « mâchefer » analogues aux matériaux pulvérulents initialement denses, caractérisées principalement par une élasticité non linéaire, une dépendance vis-a-vis de la pression moyenne appliquée, une dilatance progressive aux grandes déformations, et une stabilisation progressive des déformations élastiques et permanentes en régime cyclique à haut nombre de cycles. Les notions d'état caractéristique et d'état critique semblent applicables au matériau « mâchefer ». La formulation d'une première approche du comportement en fatigue ainsi que la prise en compte de la pathologie de gonflement du matériau dans le dimensionnement sont présentées, et doivent également conduire à une meilleure prise en compte du comportement du mâchefer dans la méthodologie de dimensionnement.

17

Anoukou, Kokou. "Modélisation multi-échelle du comportement mécanique de nanocomposites polymères à renforts d’argile de type montmorillonite : approche micromécanique et simulation de dynamique moléculaire." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10139/document.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Les nanocomposites à matrice polymère et à renforts d’argile ont pris une grande importance au cours de ces deux dernières décennies. Ceci trouve son explication d’une part, dans la grande disponibilité et le faible coût de production de la phase renforçante, et d’autre part dans les remarquables améliorations de propriétés physiques et mécaniques. Ces améliorations sont observées même à de très faibles quantités de renforts comparées à celles de leurs homologues microcomposites. Le développement de ces nouveaux matériaux suscite un fort engouement tant au niveau de la recherche académique qu’industrielle. Cependant, les mécanismes responsables de ces améliorations de propriétés demeurent mal compris et restent l’une des principales préoccupations des chercheurs. Il s’agit dans ce travail de thèse, d’apporter une contribution à la compréhension et à la mise au point d’outils prédictifs du comportement mécanique de nanocomposites polymères à renforts d’argile de type montmorillonite. Pour y parvenir, deux approches de modélisation sont utilisées : la micromécanique des matériaux hétérogènes et la simulation de dynamique moléculaire. Du point de vue analytique, un modèle micromécanique basé sur l’approche auto-cohérente est développé. Le modèle proposé est validé par nos données expérimentales et celles issues de la littérature. Un protocole de simulation de dynamique moléculaire est proposé pour la modélisation à l’échelle atomique de ces nanomatériaux. Cette approche nous a permis, entre autres, de faire la lumière sur les interactions moléculaires entre les différents constituants, et de déterminer les propriétés élastiques effectives du nanocomposite
Polymer nanocomposites reinforced with clay minerals have attracted a great consideration during the last two decades. That can be explained, firstly, by the availability and the reduced production cost of the reinforcing phase, and secondly, by the remarkable improvements in physical and mechanical properties. These improvements are observed even at very low amounts of reinforcements compared to their microcomposite counterparts. The development of these new materials creates a keen interest both in academic and industrial research. However, the mechanisms responsible of these property improvements are still poorly understood and remain a major concern of researchers. This work contributes to the understanding and to the development of predictive tools of the mechanical behavior of polymer nanocomposites reinforced with montmorillonite clay using two modeling approaches: the micromechanics of heterogeneous materials and the molecular dynamics simulation. An analytical micromechanical model based on the self-consistent approach is developed. The proposed model is validated by our experimental data and those from the literature. A new molecular dynamics simulation protocol is proposed for the modeling of these nanomaterials at the nanometric scale. This approach has allowed us, inter alia, to get insight into the molecular interactions between the different components and to determine the effective elastic properties of the nanocomposite

18

Saiyouri, Nadia. "Approche microstructurale et modélisation des transferts d'eau et du gonflement dans les argiles non saturées." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1996. http://www.theses.fr/1996ECAP0446.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Le travail que nous avons mené s'inscrit dans le cadre d'un projet de recherche et de prospection dans le domaine des stockages de déchets nucléaires de haute activité. Plus particulièrement, nous nous sommes intéressés à un concept de construction de barrières ouvragées en argile gonflante, dont l'objectif est de permettre de retrouver âpres entreposage des déchets une étanchéité suffisante du site aux écoulements d'eau. Des travaux antérieurs menés au CEA avaient permis de sélectionner une argile: foca7 pour ses qualités de gonflement et de mener un programme expérimental sur lequel nous nous sommes en partie appuyés. Les transferts d'eau dans les argiles constituent, par ailleurs, un sujet ou les approches pour le traiter sont nombreuses. Celle que nous développons dans cette thèse consiste à s'appuyer sur des analyses de l'évolution de la microstructure lors de la phase d'hydratation. L'application des lois de la mécanique des milieux continus au volume représentatif de l'argile nous a permis d'obtenir l'équation de richards que nous avons résolue à l'aide de la méthode des différences finies. Nous avons fait un schéma implicite que nous avons applique tout d'abord à l'étude des transferts d'eau en matrice rigide dans l'argile foca7. Ce calcul nécessite de connaitre, en plus des conditions aux limites et initiale, la fonction de diffusion dans l'argile. Nous supposons, dans ce cas, que l'écoulement est provoqué par le potentiel de succion uniquement. Les résultats obtenus sont compares à des profils de teneur en eau en fonction du temps et de la cote dans l'échantillon d'argile mesurées à l'aide d'un banc gamma double source du CEA. Sur un échantillon en gonflement à volume confine. L'accord observe est satisfaisant. La deuxième étape de ce travail à porte sur l'étude expérimentale du gonflement lors de l'hydratation d'échantillons compactes. Les expériences ont été faites sur deux argiles: foca7 qui est calcique et mx80 qui est sodique, afin de pouvoir établir des comparaisons concernant l'influence du cation échangeable de l'argile. Cette étude a permis de suivre le gonflement par hydratation des échantillons smectitiques par analyse par la méthode de diffraction des rayons x par transmission. Elle a permis d'apporter des éléments d'information sur le phénomène du gonflement des argiles compactées, a l'échelle macroscopique et microscopique, i. E. : en liaison avec le rôle de l'eau interfoliaire ou située dans des espaces poreux plus importants. Il ressort de cette étude que la transition de l'état presque sec à un état hydrate se fait d'abord par une insertion de molécules d'eau couche par couche dans les espaces poreux de petite dimension (espaces interfoliaires). Ceci provoque une division des particules initiales. Puis, on assiste à un éloignement progressif de ces particules de taille inferieures. Ensuite, l'évaluation théorique de la pression de gonflement à l'aide du modèle de la double couche diffuse à donne des résultats qui respectent l'ordre de grandeur obtenu expérimentalement. Ce potentiel de gonflement a servi dans l'évaluation des nouveaux coefficients de diffusion que l'on a utilisé pour modéliser le transfert d'eau dans une matrice déformable d'argile foca7. De la même manière ces résultats sont comparés aux valeurs expérimentales obtenues au banc gamma sur un échantillon de foca7 en gonflement libre. La aussi l'accord entre mesures et calcul s'est avère tout à fait satisfaisant

19

Nguyen, Thi Thuy Linh. "Approche micromécanique du comportement d'une suspension de bulles dans un fluide à seuil." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PESC1092/document.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Cette thèse est une contribution à la modélisation du comportement d'une suspension de bulles dans un fluide non newtonien du type fluide à seuil. Elle comprend trois parties. La première partie est une étude bibliographique recensant les travaux théoriques et expérimentaux pour des bulles cisaillées dans un matériau newtonien. La seconde partie est consacrée à l'étude expérimentale de cisaillement simple d'une bulle suspendue dans un fluide à seuil. La dernière partie présente une approche par changement d'échelle du comportement macroscopique d'une suspension de bulles dans un fluide à seuil. Pour le travail expérimental, nous avons développé un premier prototype de dispositif permettant de cisailler d'une bulle suspendue dans un fluide à seuil. Pour cela, une bulle d'air est injectée au sein d'un grand volume de Carbopol cisaillé loin de la bulle par un dispositif à bandes parallèles. Une première série d'essais a permis de montrer l'efficacité du dispositif et d'obtenir quelques résultats sur la déformabilité d'une bulle cisaillée par un fluide à seuil. Pour le travail théorique, d'abord nous avons proposé des estimations du comportement de la suspension dans le cas des schémas dilué, Mori-Tanaka, autocohérent et motifs morphologiques. Ces modèles nous ont permis de trouver que dans le régime élastique le module élastique macroscopique de la suspension dépend du nombre capillaire Caelast défini comme le rapport entre le module de cisaillement du fluide porteur et la pression capillaire de la bulle. Ensuite en utilisant une méthode d'homogénéisation sécante modifiée (Suquet 1997), nous avons estimé des caractéristiques non linéaires globales de la suspension. Le modèle prédit que le seuil d'écoulement de la suspension est égal au seuil d'écoulement du fluide porteur quelle que soit la taille des bulles. La validation de ces modèles micromécanique a été réalisée par comparaison aux résultats expérimentaux obtenus au laboratoire (Ducloué 2014).Mots clés : suspension de bulles, fluide à seuil, rhéologie, nombre capillaire, approche par changement d'échelle
This thesis contributes to characterizing the behavior of a suspension of bubbles dispersed in a non-Newtonian fluid (yield stress fluid type).It consists of three parts. The first part is a literature review identifying the theoretical and experimental works for bubbles sheared in a Newtonian material. The second part is dedicated to the experimental study of the simple shear of a bubble suspended in a yield stress fluid. The last part consists in developing an upscaling approach to study the macroscopic behavior of a suspension of bubbles in a yield stress fluid. For experimental work, we developped a first prototype of device for the study of the shearing of a bubble in a yield stress fluid. For that purpose, an air bubble is injected in a big volume of Carbopol sheared far from the bubble by a system in two parallel bands. A fist series of tests allowed to show the efficiency of the device and to obtain some results on the deformability of a sheared bubble in a yield stress fluid. For theoretical work, first we proposed estimates of the behavior of the suspension in the case of diluted scheme, Mori-Tanaka, autocoherent and morphological patterns. These models have allowed us to find that in the elastic regime the macroscopic elastic modulus of the suspension depends on the capillary number Caelast defined as the ratio of the shear modulus of the fluid suspended over the capillary pressure of the bubble. Then using a modified secant homogenization method (Suquet 1997), we estimated the overall nonlinear properties of the suspension. The model predicts that the overall yield stress of the suspension is that of the suspending fluid regardless of the size of bubbles. The validation of these micromechanical models was achieved thanks to the experimental results obtained in the laboratory (Ducloué 2014).Keywords: bubbles suspensions, yield stress fluid, rheology, capillary number, upscaling approach

20

Nik, nezhad Davood. "Contribution à l'étude du comportement mécanique, du retrait et des propriétés de transport des bétons autoplaçants avec additions minérales, approche numérique et expérimentale." Thesis, Rennes, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAR0035/document.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Les bétons autoplaçants (BAP), développés depuis plusieurs années sont encore à l'heure actuelle qualifiés de « nouveaux bétons » car leur utilisation reste modeste bien qu'ils possèdent un fort potentiel de développement. Ce frein peut être expliqué par leur coût plus élevé, leur sensibilité à la ségrégation et à la fissuration due à leur fort retrait ainsi que par le manque de connaissances sur leur durabilité. Les BAP se distinguent des bétons ordinaires principalement par un dosage en éléments fins plus important. Ainsi, l'utilisation de fines additions minérales plus économiques et/ou plus écologiques dans ces bétons parait judicieuse sous certaines conditions. La présente thèse s'inscrit dans ce contexte et a pour objectifs de contribuer au développement de BAP plus écologiques et à l'étude de leur durabilité. Notre choix s'est porté sur deux ciments industriels à forte teneur en additions, le ciment CEM Ill à base de laitier de haut fourneau et le ciment CEM V à base de cendres volantes et de laitier de haut fourneau ainsi que sur deux additions minérales encore peu étudiées dans la littéraire : le métakaolin et un sédiment de dragage calciné. Différentes formulations dérivées d'une formulation de BAP de parement de référence à base de CEM 1 ont été mises au point. Les résultats des essais mécaniques et physico-chimiques menés sur les différentes formulations montrent un effet plus ou moins important des additions sur le comportement mécanique au jeune âge et un effet positif certain à plus long terme. Les résultats des mesures de retrait endogène et de dessiccation de l'état frais (plastique) à l'état durci bien hydraté montrent que certaines additions augmentent le retrait de dessiccation des BAP (laitier et sédiment calciné) alors que d'autres le réduisent considérablement (le métakaolin). L'effet indéniable des additions sur l'amélioration de certains indicateurs de durabilité (diffusion des chlorures et perméabilité au gaz) et sur l'augmentation de leur sensibilité à la carbonatation a été quantifié. L'influence assez complexe des différentes additions est étudiée à la lumière des analyses physico-chimiques et microscopique. Enfin, une modélisation mésoscopique est développée et appliquée aux BAP en vue d'une une étude paramétrique. L'effet de la forme des granulats et de leur concentration sur le comportement global en compression et traction d'éprouvette de SAP ainsi que l'effet de l'endommagement mécanique sur l'évolution de la perméabilité sont étudiés
Self-compacting concretes (SCC), developed several years ago are still considered as “•novel concrete" as their use remains modest although they have a strong development potential. This is mainly due to their higher cos, their sensitivity to segregation and cracking due to their high shrinkage and also due to the lack of information about their durability. SCCs are distinguished from ordinary concrete mainly by their high content of paste. The use of supplementary cementitious materials (SCM), grow increasingly for economic and environmental reasons. This thesis falls within this context and aims to contribute to the development of greener SCCs and to the study of their durability.Two industrial blended cements containing high amounts of SCM, slag cement CEM Ill and CEM V cement containing slag and fly ash as well as two mineral additions still little studied in the literature: metakaolin and calcined dredged sediment are used. Various SCC mixtures derived from a reference SCC based on CEM 1 cement were developed. The results of the mechanical, physical and chemical testing on the different formulations show a greater or lesser effect of SCM on the mechanical behavior at early age and some positive effect over the long term. The results of measurements of the autogenous and drying shrinkage from fresh state (plastic) to well hydrated state show that some SCMs increase the drying shrinkage of SCCs (slag and calcined sediment) while ethers significantly reduce its amplitude (metakaolin).The undeniable effect of SCMs on improving some durability indicators (chloride diffusion and gas permeability) and on increasing the sensitivity to carbonation was quantified. The rather complex influence of the different SCMs is studied in the light of physicochemical and microscopie analyzes. Finally, mesoscopic modeling is developed and applied to SCCs for a parametric investigation. The effect of the shape of aggregates and their concentration on the overall behavior in compression and tensile SCC specimen as well as the effect of the mechanical damage on the evolution of permeability are studied

21

Oumarou, Mairagouna Mamane. "Approche probabiliste du comportement mécanique des composites thermoplastiques assemblés par soudage laser." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00819162.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Les matériaux composites à matrice thermoplastique occupent de plus en plus un large domaine d'application grâce à leur aptitude à être recyclés et à être assemblés par fusion du polymère, encore appelée soudage. Parmi ces modes d'assemblage, le soudage laser propose de meilleures alternatives. Car, outre le fait qu'elle assure une meilleure tenue mécanique et un meilleur aspect esthétique, cette technique d'assemblage ne crée pas d'endommagement au sein du composite, à l'instar de certaines méthodes comme le rivetage, le vissage ou le boulonnage.L'objectif de ce travail est de proposer un modèle de rupture probabiliste de l'assemblage par faisceau laser d'un composite thermoplastique à fibres continues.Une description fine du matériau est d'abord effectuée par une approche multi-échelles dont le but était de pouvoir prédire le comportement macroscopique du composite de base connaissant les fluctuations locales de sa microstructure.La caractérisation mécanique de l'assemblage est ensuite effectuée par des essais multiaxiaux au moyen d'un dispositif spécifiques (Arcan-Mines) qui prend en compte l'état de confinement du joint soudé. Ce qui a permis de proposer un modèle de comportement élasto-plastique basé sur le critère de Drucker-Prager généralisé.Des tests par émission acoustique ont permis de faire l'hypothèse de l'existence d'un maillon faible au sein du joint soudé. La rupture est alors évaluée par le modèle statistique de Weibull. Un critère de rupture probabiliste basé sur le premier et le second invariant du tenseur des contraintes est finalement proposé.

22

Touboul, Marion. "Approche multi-échelles morphologique et directe pour une classe de composites particulaires fortement chargés hyperélastiques et viscohyperélastiques." Poitiers, 2007. http://www.theses.fr/2007POIT2300.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Cette thèse est consacrée à la modélisation par transition d’échelles d’une large classe de composites particulaires fortement chargés tels que les propergols solides. L’approche (AM) repose en amont sur une schématisation géométrique et cinématique inspirée des travaux de Christoffersen (1983). L’objectif des présents travaux est double : prouver l’applicabilité de l’AM à la viscohyperélasticité (comportement de la matrice des élastomères chargés) et évaluer quantitativement ses performances. Pour traiter le 1er point, l’AM est appliquée à un composite aléatoire à matrice viscohyperélastique, généré numériquement. On montre le caractère direct de la résolution du problème de localisation-homogénéisation grâce à un algorithme opérant dans l’espace-temps réel. Les résultats obtenus sont qualitativement corrects. Concernant le 2ème point, les effets des hypothèses cinématiques propres à l’AM sont testés au travers de comparaisons entre résultats (locaux et globaux) AM et éléments finis (EF) sur des microstructures périodiques (simple et complexe) satisfaisant la schématisation géométrique et pour des comportements de phase hyperélastiques et viscohyperélastiques. Un certain nombre d’atouts et de points d’amélioration de l’AM sont ainsi dégagés. Enfin, un programme transversal de confrontation des estimations à des résultats expérimentaux et à des calculs EF sur un propergol réel est élaboré. Chaque étape –essais sur composite et constituants, caractérisation morphologique par tomographie, maillage EF automatique de la microstructure réelle, détermination des VER (plusieurs centaines de grains) relatifs aux deux méthodes (AM et EF)– est détaillée et les perspectives annoncées
This study is devoted to multi-scale modelling of a wide class of highly-filled particulate composites such as solid propellants. Inspired by the previous work of Christoffersen (1983), the approach at stake (MA) is based on a preliminary geometrical and kinematical schematization. The objective of this work can be split into two parts : proving the ability of the MA to deal with viscohyperelasticity (behaviour of solid propellants’ elastomeric matrix) and evaluating its quantitative relevance. The first point is treated by applying the MA to a numerically generated composite with random microstructure and viscohyperelastic matrix. The localisation-homogenisation problem is solved in a direct manner thanks to a particular algorithm operating in real time-space domain. Qualitative results are obtained. Concerning the second point, comparisons between MA estimates and finite element (FE) results (global and local levels) are made in order to evaluate the effects of the kinematical hypotheses relative to the MA. These comparisons are made on periodic microstructures (simple and involved) satisfying the MA geometrical schematisation, for hyperelastic ant viscohyperelastic constituents. Some advantages and weaknesses to be improved are highlighted. Finally, a transversal program aiming at confronting MA estimates to experimental and FE results on a real propellant is elaborated. Each step –experimental tests on the composite and its phases, morphological characterisation via tomography, automatic FE meshing of real microstructure, determination of the RVE (a few hundred of grains) relative to both methods (MA and FE)– is detailed and prospective works are presented

23

Chu, Tuan-Long. "Étude du comportement mécanique d’un matériau tissé soumis à un impact balistique basée sur une approche multi-échelle." Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10122/document.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Le travail de thèse porte sur l’étude du comportement mécanique d’un tissu soumis à un impact balistique en utilisant une modélisation multi-échelle prenant en compte les fibres et les fils. Cette approche micro-méso permet de mettre en évidence les phénomènes physiques pouvant se produire lors d’un impact balistique sur un tissu. A l’échelle du fil, une étude paramétrique a permis de cerner l’influence des propriétés physiques et mécaniques sur les réponses balistiques d’un tissu 2D. En plus, les effets de la localisation de l’impact sont étudiés pour tenir compte de la position du projectile sur un tissu 3D. A l’échelle de la fibre, une analyse fine des déformations en compression transversale d’un fil est développée. Ces phénomènes sont pris en considération pour prédire la tenue balistique d’un fil soumis à un impact transversal en utilisant une modélisation à l'échelle microscopique (échelle d'une fibre). Aussi, un tissu est modélisé en utilisant une approche multi-échelle. En effet, la zone affectée par l’impact est modélisée à une échelle microscopique tandis que les autres zones sont modélisées à une échelle mésoscopique. Une analyse des résultats est effectuée en termes d'évolutions des vitesses d'impact avec et sans perforation, des énergies cinétique et déformation et des forces d'impact. Les résultats numériques sont validés par confrontation aux données expérimentales
The thesis focuses on the study of mechanical behavior of a fabric subjected to ballistic impact by using a multi-scale modeling that takes into account fibers and yarns. This micro-meso approach allows highlighting the physical phenomena that may occur during the ballistic impact on fabric. At the yarn level, a parametric study enables investigation into the influences of physical and mechanical yarn properties on the ballistic behavior of a plan-woven-fabric. Also, the effects of the impact localization are investigated to take into account the strike position of the projectile on a 3D fabric. At the fibers level, a detailed analysis of transverse compressive deformation of yarn is developed. These phenomena are considered to predict the ballistic response of a yarn subjected to a transverse impact using modeling at the microscopic scale (the scale of fiber). A modeling of fabric using a multi-scale approach is also performed. In this model, the area affected by the impact is modeled on the microscopic scale, while other areas are modeled on the mesoscopic scale. An analysis of the results is carried out regarding projectile velocity history, the kinetic energies and deformation, and impact forces in the cases of impact with and without perforation. The numerical results are validated by comparison with experimental data

24

Bourissai, Monsef. "Comportement thermo-chimio-hydro-mécanique d'un ciment pétrolier au très jeune âge en conditions de prise HP/HT : approche expérimentale et analyse par changement d'échelle." Phd thesis, Université Paris-Est, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00582893.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Le travail de thèse a porté essentiellement sur l'effet des conditions de prise en pression et en température dans une gamme (20-60°C/Patm-200 bar) d'un ciment pétrolier (Portland " classe G ") au très jeune âge (jusqu'à un jour) en condition saturée sur (i) la cinétique d'hydratation, (ii) les propriétés hydriques (perméabilité et porosité) et (iii) le développement des propriétés élastiques dynamiques obtenues par propagation d'ultrasons et quasi-statiques. Les propriétés quasi-statiques instantanées et différées ont été obtenues à partir d'essais mécaniques réalisés en compression simple à différents temps/degré d'hydratation.La partie I a permis de montrer que la pression appliquée pendant la prise a un effet négligeable sur la cinétique d'hydratation contrairement à l'effet accélérateur de la température de prise. Un modèle de cinétique d'hydratation tenant compte de l'effet accélérateur de la température a été mis en place afin de déterminer l'évolution des fractions volumiques des différentes phases en présence dans la pâte de ciment au cours de son hydratation. L'évolution de la phase (porosité capillaire + eau) obtenue par le modèle d'évolution des fractions volumiques est en bonne concordance avec l'évolution de la porosité connectée mesuré par porosimétrie dans la deuxième partie de travail de thèse. En partie II, concernant la caractérisation de la perméabilité, les valeurs obtenues ainsi que l'évolution des propriétés élastiques quasi-statiques obtenue expérimentalement ont permis de déterminer le temps de drainage pour chacune des conditions d'hydratation étudiées. Cette information permet de déterminer la nature drainée ou non drainée des essais mécaniques quasi statiques réalisés. En partie III, les essais mécaniques ont permis d'identifier un comportement granulaire faiblement cohésif au niveau du sommet du pic exothermique, puis un comportement solide cohésif avec progression des propriétés mécaniques au cours de l'hydratation à partir de la décroissance du flux thermique. Enfin, deux modèles par homogénéisation multi-échelles ont été proposés, la différence portant sur la schématisation de la pâte de ciment au très jeune âge. Les résultats ont été confrontés avec succès aux propriétés élastiques dynamiques et quasi-statiques drainées et non drainées obtenues expérimentalement

25

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.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

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.

26

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

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

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

27

Gras, Jean-Philippe. "Approche micromécanique de la capillarité dans les milieux granulaires : rétention d'eau et comportement mécanique." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00821687.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Ce travail de thèse est consacré à l'étude des milieux granulaires humides. On étudie prin- cipalement le cas de faibles teneurs en eau. L'influence du phénomène de capillarité sur la rétention d'eau et sur le comportement mécanique du milieu est analysée. A chaque état d'équilibre, la distribution d'eau dans le milieu granulaire est obtenue en appliquant une succion homogène dans un volume élémentaire représentatif. La méthode multi-échelles utilisée se nourrit d'expérimentations/modélisation à l'échelle des interactions entre les grains, et produit des simulations en éléments discrets du comportement ma- croscopique qui sont comparées aux résultats d'expérimentation. A l'échelle des interactions capillaires, une étude expérimentale du pont liquide pilotée en succion permet la validation d'un modèle basé sur l'approximation toroïdale du profil du pont liquide. Dans le cas d'un essai à succion constante, on note que la distance de rupture des ponts liquides n'obéit plus au critère de Lian valide dans le cas d'un essai de traction à volume constant. A l'échelle macroscopique, les courbes de rétention d'eau simulées sont proches des courbes de rétention d'eau expérimentales réalisées sur des milieux modèles composés de billes de verre. Enfin, le comportement mécanique macroscopique est simulé. On note une fragilisation du matériau en fonction de la succion dans le domaines des faibles teneurs en eau qui s'explique par une diminution de la densité des ponts liquides. La prise en compte d'une rugosité des grains permet une meilleure description de la transition entre un état humide et un état sec. L'analyse des contraintes montre la pertinence du tenseur des contraintes associé aux interactions de traction pour analyser l'évolution de la contrainte à la rupture (compression simple) en fonction de la succion.

28

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.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

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

29

Astruc, Laure. "Caractérisation et modélisation du comportement mécanique des tissus conjonctifs de la paroi abdominale humaine par approche histologiquement fondée." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2019. http://www.theses.fr/2019ECLI0003/document.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Les opérations de hernies abdominales sont l’une des chirurgies les plus répandues dans le monde. Pourtant, malgré des progrès considérables en particulier dans le développement des textiles prosthétiques pour consolider la paroi abdominale, le taux de récurrence reste très élevé. Il apparaît donc nécessaire de développer des modèles numériques patient-spécifiques de la paroi abdominale afin de mesurer puis améliorer l’impact des solutions de soins. Les tissus assurant la cohésion et la stabilité de la paroi abdominale sont les gaines rectusiennes antérieure et postérieure et la ligne blanche, qui sont des tissus conjonctifs. Leur structure particulière, composée d’un entremêlement de fibres de collagène et d’élastine sont au cœur de cette étude.Ce mémoire a permis de mettre en évidence la relation entre architecture microscopique et comportement macroscopique des tissus fibreux. Grâce à des campagnes expérimentales combinant essais mécaniques et observations microscopiques, la structure des tissus a pu être identifiée et corrélée aux paramètres mécaniques. Des outils d’analyse d’images tridimensionnelles ont été développés afin d’estimer automatiquement l’anisotropie d’une texture. Les informations recueillies ont alors menées au développement d’un modèle constitutif anisotrope hypo-paramétré. Basé sur une description tridimensionnelle du réseau fibrillaire, le modèle a été écrit de manière à décorréler les paramètres liés à la structure et ceux relatifs à la nature même du matériau. En considérant les paramètres matériau similaires pour tous les individus, le modèle a démontré sa capacité à prédire le comportement mécanique à partir d’informations texturales
Abdominal hernia operations are one of the most common surgeries in the world. However, despite considerable progress, particularly in the development of prosthetic textiles to strengthen the abdominal wall, the recurrence rate remains very high. It therefore appears necessary to develop patient-specific numerical models of the abdominal wall in order to measure and improve the impact of care solutions. The tissues that ensure the cohesion and stability of the abdominal wall are the anterior and posterior rectus sheaths and the linea alba, which are connective tissues. Their particular structure, composed of an intertwining of collagen and elastin fibers, is at the heart of this study. This thesis highlighted the relationship between microscopic architecture and macroscopic behaviour of fibrous tissues. Thanks to experimental campaigns combining mechanical tests and microscopic observations, the structure of tissues has been identified and correlated to mechanical parameters. Three-dimensional image analysis tools have been developed to automatically estimate the anisotropy of a texture. The collected information then led to the development of a hypo-parameterized anisotropic constitutive model. Based on a three-dimensional description of the fibrillary network, the model was written in such a way as to uncorrelate the parameters related to the structure and those related to the nature of the material. By considering similar material parameters for every individual, the model demonstrated its ability to predict mechanical behaviour based on textural information

30

Travaillot, Thomas. "Caractérisation mécanique des matériaux élastiques à l'échelle locale par microscopie à pointe vibrante : Approche multimodale et mesure de champs." Thesis, Besançon, 2014. http://www.theses.fr/2014BESA2011/document.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Ces travaux de thèse proposent une amélioration du Scanning Microdeformation Microscope (SMM),un microscope à sonde locale, pour la caractérisation mécanique élastique des matériaux à l’échellelocale. Il est montré qu’en utilisant n > 2 modes de résonance du SMM, il est possible de découplerles mesures du module de Young et du coefficient de Poisson d’un matériau isotrope.Une étude des modes du résonateur a permis d’enrichir son modèle afin qu’il puisse modélisern > 2 modes. Des procédures ont été développées pour identifier les paramètres de ce modèle etles constantes élastiques des matériaux à partir de n > 2 fréquences de résonance. Enfin, ces procéduresont été appliquées à des exemples de caractérisation à l’échelle locale afin de valider laméthode et d’en exhiber les possibilités et les limites.Pour gagner en robustesse et se diriger vers la caractérisation des matériaux anisotropes, un systèmed’imagerie interférométrique en lumière polarisée, permettant la mesure du champ de rotationde surfaces réfléchissantes dans une direction particulière, a été développé pour être intégré auSMM. Son prisme biréfringent à gradient uniaxial d’indice lui confère sa sensibilité à la rotation. Cesystème est capable de mesurer un champ de rotation localisé comme c’est le cas au voisinage dela pointe du SMM. Il a aussi montré son intérêt dans les cas où l’effet d’échelle rend particulièrementintéressante la mesure de la rotation
This work proposes an improvement of the Scanning Microdeformation Microscope (SMM), a scanningprobe microscope, for the mechanical elastic characterization of materials at local scale. It demonstratesthat using n > 2 SMM resonance frequencies allows to decouple Young’s modulus andPoisson’s ratio values for an isotropic material.The mechanical description of the resonator has been enriched in order to allow for an accuratemodeling over a wide frequency range. Procedures have been developed to identify the modellingparameters and the elastic constants of the materials from n > 2 resonant frequencies. Finally, theseprocedures have been applied to the characterization of various materials at local scale in order tovalidate the method and to present possibilities and limits.To improve robustness and move towards the characterization of anisotropic materials, a polarizedlightimaging interferometer was developed to measure the rotation field of reflecting surfaces in aparticular direction. The sensitivity to the rotation originates from a homemade birefringent prism withuniaxial gradient of refractive index. This system is able to measure a localized rotation field as it isinduced in the vicinity of the tip of the SMM. Its interest is also demonstrated in cases in which scaleeffects make the rotation measurement preferable to the out-of-plane displacement measurement

31

Ayadi, Zoubeïr. "Contribution à la modélisation du comportement mécanique de polymères à partir d'une approche thermodynamique de la relaxation des milieux continus : application aux expériences de fluage/recouvrance." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL073N.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

L'objectif principal est d'apporter une contribution a la modélisation du comportement mécanique des polymères. Une attention particulière est portee sur les expériences de fluage/recouvrance. Les effets de la température et de la contrainte sur la réponse observée sont analyses. L'outil théorique de base mis en œuvre repose sur la thermodynamique de la relaxation des milieux continus. Localement, juste après l'application d'un chargement mécanique, le point matériel place hors équilibre est le siège de réorganisations internes qui gouvernent son évolution au cours du temps. Les effets de mémoire et les non-linearites temporelles permettent de comprendre la complexité des comportements rhéologiques observes. Le comportement de trois polymères de structures différentes a été modélise (diacryl, amorphe réticule ; polycarbonate, thermoplastique amorphe ; polyamide 11, semi cristallin). Dans tous les cas les modules instantané et relaxe chutent de plusieurs ordres de grandeur lorsque la température augmente. Les enthalpies d'activation sont voisines de zéro et les entropies d'activation sont négatives (ordre local important, voisin de celui rencontre pour les liquides associes). Ces effets de la température ont pu être reproduits par une modélisation thermodynamique reposant sur l'analyse statistique de l'équilibre d'espèce identifiées par leurs degrés de libertés (vibrateurs, rotateurs et translateurs). L'étude de l'effet de la contrainte montre que le module non relaxe est peu affecte alors que le module relaxe est au contraire très affecte par le niveau impose. Cette observation suggère la manifestation d'une élasticité de nature entropique pour l'état relaxe. Les temps de relaxation sont peu affectes par la contrainte appliquée et le concept de volume d'activation n'est pas utile pour interpréter l'ensemble de nos résultats dans le domaine explore

32

Bouissou, Stéphane. "Approche de l'instabilité sismique par l'analyse du glissement saccadé avec un analogue de roche (PMMA)." Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20079.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Le glissement saccade est l'un des analogues le plus communement admis du glissement sismique recurrent. Dans la perspective d'approcher ce phenomene d'une maniere physique, nous avons etudier le glissement saccade avec un polymere bon analogue de roche (le polymethacrylate de methyle ou pmma). Ceci nous a conduit a concevoir, realiser et mettre au point un dispositif experimental permettant de caracteriser avec precision ce glissement et d'analyser l'influence d'une large gamme de contraintes normales, de vitesses de deplacement et de rugosites des surfaces frottantes. Une premiere etape a consiste a definir les conditions d'existence des glissements stable et saccade. Une seconde etape a eu pour but d'exploiter les mesures de deplacement relatif entre les surfaces frottantes dans la direction du cisaillement. Dans le cas du glissement saccade, outre les contraintes cisaillante et normale, six parametres ont ete mesures : les deplacements relatifs entre les eprouvettes pendant les phases de collage et de decrochage, les durees de ces deux phases, la vitesse relative maximum pendant le decrochage et le nombre d'evenements par millimetre de deplacement. Cette etude a permis de montrer que toutes ces grandeurs etaient fortement influences par la contrainte normale et la rugosite des surfaces frottantes (excepte la duree de la phase de decrochage independante de la rugosite) mais ne dependaient pas de la vitesse de deplacement (hormis la duree de la phase de collage). Une troisieme etape a consiste en l'etude du deplacement relatif dans la direction perpendiculaire aux surfaces de frottement lors du glissement saccade. Cette derniere etude a permis de montrer qu'un deplacement normal se produisait pendant les phases de collage et de decrochage. Pendant cette derniere phase, ce deplacement etait, dans la plupart des cas, superieur a la hauteur moyenne des asperites. Ce resultat montre qu'il y a une perte de contact avec possibilite de rebonds elastiques entre les surfaces pendant l'instabilite. Les possibles analogies de ces resultats avec le comportement sismique amenent enfin a une discussion.

33

Gong, Xiao Lu. "Développement d'une méthodologie expérimentale associée à une approche analytique pour la compréhension du comportement de plaques composites non-trouées et trouées sous chargement simple et combiné de traction-torsion." Compiègne, 1994. http://www.theses.fr/1994COMPD741.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Le travail de thèse aborde l'étude de l'endommagement et de la rupture des matériaux composites verre/époxyde quasi-unidirectionnels sous chargements simples et combinés de traction-torsion. A cet effet, une méthodologie originale (modèle schématique) basée sur l'émission acoustique et corrélée aux observations microscopiques a été proposée. Ceci a permis d'établir une classification cohérente des différents mécanismes d'endommagement intervenant dans les matériaux composites. Ce modèle schématique a été utilisé par la suite pour mieux comprendre les étapes de dégradation dans les plaques composites non-trouées et trouées sollicitées en statique et en fatigue (traction, torsion et traction-torsion). L'évolution de chaque type d'endommagement et du mécanisme responsable de la chute de rigidité ont été mis en évidence à l'aide d'un paramètre acoustique d'endommagement Rij nommé taux de participation de l'endommagement. L'approche analytique du champ de contraintes proposée a permis d'appréhender le comportement mécanique en torsion et en traction-torsion des plaques considérées. Ainsi, le calcul des contraintes de cisaillement en torsion propose par Lekhnitskii pour de petits déplacements est corrigé en introduisant un moment effectif tenant compte du phénomène de grands déplacements généré par la torsion. La contrainte normale ainsi induite par la torsion peut être calculée par cette approche. Le seuil d'endommagement a pu être prévu aux moyens de critères utilisant l'ensemble des contraintes agissant localement. Le critère de Tsai-Wu tridimensionnel a été adapté au bord du trou. Quant au critère de rupture de Tsai-Hill, il a fallu le modifier pour prédire le seuil d'endommagement. Afin d'éviter l'analyse complexe de la distribution des contraintes, un critère empirique du seuil d'endommagement en traction-torsion a été établi. L'analyse de l'endommagement s'est faite en associant plusieurs techniques : celle de la variation des raideurs, de la réponse des jauges de déformation, de l'émission acoustique, du rapport Felicity, de la microscopie électronique à balayage et de la thermographie infrarouge.

34

Barbier, David. "Etude du comportement mécanique et des évolutions microstructurales de l'acier austénitique Fe-22Mn-0.6C à effet TWIP sous sollicitations complexes : approche expérimentale et modélisation." Thesis, Metz, 2009. http://www.theses.fr/2009METZ004S/document.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Les très bonnes propriétés mécaniques de l'acier TWIP (TWinning Induced Plasticity) Fe-22Mn-0.6C résultent de l'activation du glissement des dislocations et du maclage mécanique. L'augmentation de la fraction de macles avec la déformation conduit à la réduction du libre parcours moyen des dislocations (effet Hall-Petch dynamique). L'objectif de ce travail était de fournir une analyse et une compréhension plus approfondies du comportement mécanique de cet acier pour différents modes de sollicitation. Nous avons étudié le comportement mécanique lors de différents trajets de déformation (traction, cisaillement simple et réversible, changements de trajets) et plus particulièrement l'évolution de l'écrouissage en relation avec les évolutions microstructurales analysées par diffraction de rayons X, MEB FEG EBSD et MET. En combinant les données obtenues par EBSD et par DRX, nous proposons une approche qui permet d’évaluer la fraction de macles. Le croisement des observations mécaniques et microstructurales nous a permis de montrer que les différents stades d’écrouissage sont liés à des caractéristiques particulières de la microstructure et de la texture, l'interaction entre macles et dislocations conduisant à une augmentation de l'écrouissage. Le maintien de l'écrouissage à un niveau élevé est favorisé par l'activation de deux systèmes de maclage et par l'évolution de texture permettant ce mode de déformation au sein du polycristal. Nous avons observé que la manifestation des différents stades d’écrouissage et de l'effet TWIP varie suivant le type de sollicitation. Les essais en cisaillement réversible ont mis en évidence un effet Bauschinger très prononcé relié à l’effet Hall-Petch dynamique. L'empilement des dislocations aux joints de grains et de macles crée des champs de contraintes locaux qui influencent le comportement au trajet retour. Ces résultats expérimentaux nous ont permis de tester les capacités prédictives d'un modèle micromécanique élasto-viscoplastique à transition d'échelles incorporant l'effet TWIP. Les simulations des trajets monotones de déformation sont en bon accord avec les résultats expérimentaux. Pour améliorer les prévisions des essais de cisaillement réversible et de changement de trajet, des perfectionnements sont proposés
The TWIP steel (Twinning Induced Plasticity) Fe-22Mn-0.6C exhibits outstanding mechanical properties combining a good ductility and a high mechanical resistance thanks to the activation of dislocation glide and mechanical twinning. As the volume fraction of twins increases with the deformation, the mean free path of the dislocations is reduced (dynamical Hall-Petch effect). The goal of this study was to supply a much more precise analysis and understanding of the mechanical behavior of this TWIP steel during different mechanical loadings. We studied the mechanical behavior during different mechanical loadings (tension, simple and reverse shear, strain path changes), and more precisely the strain hardening evolution in relation to the microstructure and texture evolutions analyzed by X-ray diffraction, FEG SEM EBSD and TEM. By combining data obtained by EBSD and X-rays diffraction, we propose an approach that allows us to evaluate the twin volume fraction. The examination of the mechanical and microstructural observations allowed us to show that the different stages of hardening are linked to particular characteristics of the microstructure and texture, the interaction between dislocations and twins leading to an increase of the hardening. The hardening is maintained at a high level by the activation of two twin systems and by the texture evolution. The latter sustains this mode of deformation in the polycrystal. We also observed that the occurrence of the different stages of hardening and of the effect TWIP varies according to the type of solicitation imposed. The analysis of the mechanical behavior during reverse shear tests showed that the steel exhibits a strong Bauschinger effect related to the dynamic Hall-Petch effect. The dislocation piles-up at grain and twin boundaries create local stress fields that influence the mechanical behavior during the reverse deformation. Finally, these experimental results allowed us to check the predictive capacities (mechanical behavior, twin kinetics, texture) of an elasto-viscoplastic micromechanical model incorporating the TWIP effect. The simulations of monotonous deformation are in good agreement with experimental results. To improve prediction of the reverse shear tests and strain path changes, additional developments are suggested

35

Frąś, Teresa. "Modélisation de la surface d'écoulement des matériaux incluant l'anisotropie initiale et l'effet différentiel des contraintes : approche expérimentale et numérique." Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0271/document.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

La thèse de doctorat propose la description physiquement cohérente de la limite d'élasticité du matériau sur la base des résultats des expériences associées à des simulations FEM. L'approche théorique est basée sur l'hypothèse de de la limite d'élasticité du matériau de Burzynski. L'hypothèse de l'effort de matériau est dérivée de la définition de l'énergie de fin de course variable de changement de volume et de distorsion. En cas particuliers, les critères comprennent asymétrie de gamme élastique et, sous une forme élargie, il est applicable aux matériaux initialement anisotropes. La thèse a démontré la nécessité de fournir une vue intégrée sur des expériences et des simulations numériques afin d'obtenir la description de l'apparition de la plasticité. Pour atteindre cet objectif, une méthodologie spécifique a été développé- la procédure qui combine des techniques expérimentales avec les simulations numériques pris en charge par la description précise du comportement des matériaux. Comme une partie de l'approche de modélisation numérique, les analyses numériques été effectuées afin de corriger les inexactitudes des résultats expérimentaux présentés. En outre, la Burzynski condition isotrope a été mis en oeuvre dans la méthode des éléments finis via UMAT (user subroutine for ABAQUS). La versatilité du rendement description est illustrée par l'application de matériaux à structure amorphe et différents systèmes de cristaux cubiques: la structure FCC (face centered cubic) et BCC (body centered cubic). A titre d'exemples: - un matériau de type FCC structure - OFHC Cu, Oxygen Free High Conductivity Copper, un matériau de type BCC structure - E335, acier non allié de haute résistance et l'exemple des matériaux amorphes - polycarbonate (PC) et biopolymères (PLA/PBAT). Pour les matériaux les analyses précises ont été effectuées afin d'obtenir des propriétés microstructurales et mécaniques via large gamme de tests de résistance dans diverses conditions de chargement. Le nombre de données exemplaires trouvés dans la littérature des matériaux sensibles à la pression et/ou initialement anisotrope ont été analysés. Il a été prouvé que les critères proposés donnent approximation précise de l'état du début de la plasticité par rapport à d'autres conditions d'usage courant. Les critères résultant semblent être une méthode universelle et largement applicable d'obtenir la description de l'apparition de la plasticité
This thesis proposes physically consistent description of the elastic limit of the material on the basis of the results associated with FEM simulations experiments. The theoretical approach is based on the assumption that the limit of elasticity of material Burzynski. The hypothesis effort material is derived from the definition of the end energy of variable stroke volume change or distortion. In special cases, the criteria include asymmetry elastic range and in an expanded form, it is applicable to initially anisotropic materials. The thesis has demonstrated the need to provide an integrated view on experiments and numerical simulations to obtain the description of the onset of plasticity. To achieve this goal, a specific methodology was developed - the procedure which combines experimental techniques with numerical simulations supported by a precise description of the behavior of materials. As part of the approach to numerical modeling, numerical analyzes were performed to correct the inaccuracies of the experimental results presented. In addition, Burzy?ski isotropically been implemented in the finite element method via UMAT (user subroutine for ABAQUS). The versatility of description performance is illustrated by the application of materials with amorphous structure and cubic crystals of different systems: structure FCC (face centered cubic) and BCC (body centered cubic). Examples : - type material FCC structure - OFHC Cu, Oxygen Free High Conductivity Copper material BCC structure type - E335 , not alloyed high strength and example of the amorphous steel materials - polycarbonate (PC) and biopolymers ( PLA / PBAT ) . Materials for specific analyzes were performed to obtain microstructural and mechanical properties via wide range of stress tests in various loading conditions. The number of copies of data found in the literature of the pressure sensitive and / or anisotropic materials was initially analyzed. It has been proven that the proposed criteria provide accurate approximation of the state of early plasticity in relation to other terms in common use. The resulting criteria appear to be universal and widely applicable method of obtaining a description of the appearance of the plasticity

36

Moukadiri, Dounia. "Développement d'une approche numérique par la MED pour la prédiction des propriétés mécaniques des matériaux hétérogènes avec prise en compte de leur variabilité : application aux matériaux composites biosourcés." Electronic Thesis or Diss., Amiens, 2019. http://www.theses.fr/2019AMIE0061.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Les composites à base de fibres naturelles suscitent un intérêt croissant. Cependant, les pièces élaborées à base de ce type de matériaux présentent une forte variabilité des propriétés mécaniques qui les rend moins compétitifs par rapport aux matériaux classiques. Dans le présent travail, une méthodologie numérique basée sur le couplage entre la Méthode des Éléments Discrets (MED) et l'approche probabiliste Certain Generalized Stress Method (CGSM) est proposée pour prendre en compte les différentes sources de variabilité, (géométriques ou physiques). À des fins de validation, le cadre d'un matériau composite biosourcé à base de fibres de lin unidirectionnelles est considéré. Une première partie du travail réalisé décrit l'élaboration du matériau et la caractérisation expérimentale de ses propriétés élastiques et de leur niveau de variabilité. La MED est dans un second temps introduite pour simuler le comportement macroscopique du matériau. Le champ de contrainte résultant de la modélisation par la MED étant hétérogène par nature, une approche nommée Halo est introduite afin de contrôler cette dispersion. L'approche proposée est testée et validée dans le cadre de milieux homogènes et hétérogènes. Finalement, la variabilité des propriétés élastiques est introduite dans le modèle discret via un couplage avec l'approche probabiliste CGSM
Natural fiber composites are attracting growing interest. However, pieces made from this type of material exhibit a high variability in terms of mechanical properties, which makes them less competitive compared to conventional materials. In this work, a numerical approach, based on Discrete Element Method (DEM) and the probabilistic method Certain Generalized Stress Method (CGSM) is proposed, in order to take into account the different sources of variability. For validation purposes, a unidirectional bio-based composite material based on flax fibers is considered. The first part of this work describes the material's manufacturing, the elastic properties experimental characterization and the quantification of their variability. The DEM is then introduced to simulate the macroscopic behaviour of the material. Since the stress field obtained using DEM modelling is heterogeneous, an approach named Halo is introduced to control this dispersion. The proposed approach is tested and validated in homogeneous and heterogeneous media. Finally, the variability of elastic properties is introduced into the discrete model via a coupling approach with the probabilistic method CGSM

37

Reda, Hilal. "Modeling and computation of the effective static and dynamic properties of network materials accounting for microstructural effects and large deformations." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0007/document.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Nous analysons les propriétés dynamiques de milieux architecturés périodiques et de réseaux fibreux aléatoires en petites et grandes déformations, à partie de méthodes d’homogénéisation afin de calculer leurs propriétés statiques et dynamiques. Des modèles effectifs de type micropolaire et du second gradient sont élaborés afin de prendre en compte l’impact de la microstructure sur le comportement effectif. L’influence des degrés de liberté en rotation additionnels et des gradients d’ordre supérieur du déplacement sur les relations de dispersion sont analysés pour des comportements élastique et viscoélastique du matériau constitutif. Les milieux continus généralisés ainsi construits conduisent à des effets dispersifs, en accord avec les observations. Dans la seconde partie du travail, nous analysons l’influence des grandes déformations sur la propagation des ondes élastiques dans des milieux architecturés périodiques. Des méthodes théoriques assortis de schémas numériques sont développés afin de prédire l’influence des déformations finies générées au sein des structures sur l’évolution de leur diagramme de bande. Un schéma incrémental d’évolution de la fréquence et de la vitesse de phase du milieu continu homogénéisé est établi, à partir d’une méthode de perturbation établie pour des structures 1D, 2D et 3D, en considérant plus particulièrement des structures auxétiques. Ce schéma montre un effet important de l’état de déformation appliquée et de la densité effective sur l’évolution de la fréquence et de la vitesse de phase des ondes. Une méthode de perturbation spécifique aux structures périodiques nonlinéaires est développée afin de généraliser le théorème de Bloch pour couvrir les non linéarités tant géométriques que matérielles. Des modèles hyperélastiques du premier et du second gradient de différentes structures sont identifiés par des tests virtuels reposant sur une méthode d’homogénéisation dédiée, qui permettent de formuler des équations d’onde spécifiques – équations de Burgers et de Boussinesq – dont les propriétés dispersives sont analysées
Micropolar and second gradient effective continua are constructed as two different strategies to account for microstructural effects. The influence of additional degrees of freedom or higher order displacement gradients on the dispersion relations is analyzed in both situations of elastic and viscoelastic behaviors of the material. Generalized effective continua lead to dispersive waves, as observed in experiments. In the second part of the thesis, we analyze the influence of large deformations on the propagation of acoustic waves in repetitive network materials. Both theoretical and numerical methods are developed in order to assess the influence of finite strains developing within the networks on the evolution of their band diagrams. An incremental scheme for the update of frequency and phase velocity of the computed homogenized medium is developed based on a perturbation method for 1D, 2D and 3D structures, considering with a special emphasis auxetic networks. This scheme shows an important effect of the applied finite deformation on the frequency and phase velocity of the propagating waves. A perturbation method for nonlinear periodic structures is developed to extend Bloch’s theorem to cover both geometrical and material nonlinearities. Hyperelastic first and second order gradient constitutive models of different network materials are identified based on dedicated homogenization methods, from which specific wave equations are formulated - Burgers and Boussinesq equations - the dispersion properties of which are analyzed

38

Roothaer, Xavier. "Approche multi-échelle du comportement mécanique des os porteurs et non-porteurs : vers une personnalisation des modèles numériques EF de l'être humain." Thesis, Valenciennes, Université Polytechnique Hauts-de-France, 2019. http://www.theses.fr/2019UPHF0020.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Le squelette humain a pour fonction de protéger les organes internes tout en participant au système de locomotion. Aﬁn d’en assurer la rigidité mécanique, l’os cortical est présent dans toutes les parties du squelette. Le remodelage osseux, processus dynamique, est actif tout au long de la vie. Il permet à l’os cortical d’adapter sa géométrie et son architecture interne en fonction des contraintes qui lui sont appliquées. Étant un processus complexe, le remodelage osseux est amené à dysfonctionner chez les personnes âgées et fragiliser leurs os. Ainsi, cette thèse étudie les os porteurs et non porteurs humains en se concentrant sur le fémur et l’humérus. La revue de la littérature, eﬀectuée dans le chapitre 1, met en évidence plusieurs verrous scientiﬁques à résoudre. En eﬀet, pour diverses raisons pratiques, le fémur est très largement étudié, délaissant l’étude des autres os. Cela a pour eﬀet d’en impacter les données matériaux utilisées par les modèles numériques du corps humain, souvent extraites d’études très anciennes et obsolètes dont les sujets humains diﬀèrent. De plus, les études architecturales sont, pour la plupart, limitées à des analyses en 2D et ne sont pas adaptées par rapport à l’architecture osseuse complexe. Par conséquent, le second chapitre décrit une méthode innovante capable d’analyser et de quantiﬁer l’architecture en 3D à partir de scans tomographiques. Les canaux, connectivités et BMUs, berceaux du remodelage osseux, sont automatiquement détectés. 77 échantillons, prélevés sur humérus et fémurs gauche et droit, sont scannés et quantiﬁés à partir de cette méthode. Étant donné que de nombreuses caractéristiques, jamais mesurées auparavant, sont obtenues, des essais de traction et d’indentation sont eﬀectués aﬁn de comprendre et de mettre en évidence l’impact de l’architecture sur le comportement mécanique. Par conséquent, l’intégralité des échantillons, précédemment scannée, est testée. Dans l’objectif d’extraire des tendances générales, les humérus et fémurs sont comparés suivant diﬀérents tests statistiques. De même, l’impact de la latéralité est aussi étudié. Pour terminer, une étude de corrélation, suivie d’une étude de régressions, est eﬀectuée aﬁn de fournir des fonctions polynomiales destinées à prédire le comportement mécanique à partir d’une simple étude architecturale
The human skeleton aims at participating to the locomotor system, protecting and serving as brackets for the internal organs. To ensure the mechanical stiﬀness of the entire body, the cortical bone can be found in every part of the skeleton. A dynamic process occurs throughout the life and is named bone remodelling. This process adapts the cortical bone architecture and the shape of bones according to their functions. Due to its complexity, bone remodelling can defect in the elderly and weakens bones. This thesis studies the bearing and non-bearing long human bones by focusing on the humerus and femur. A survey of the state of the art, detailed in the ﬁrst chapter, reveals several lacks. First, the femur is widely investigated compared to the other bones and this unbalance creates a lack of data for the other bones. Therefore, inputs for numerical human models come from deprecated and contradictory studies where the extra-individual diﬀerences impact the trends. Second, architectural studies are mainly limited to in-plane assessment whereas the vascular network is complex and needs more robust analyses. Thus, the second chapter describes an innovative method to 3D assess the cortical vascular network from tomographic data. This Python script automatically detects canals, connectivity and Bone Multicellular Units (BMUs), cradle of the bone remodelling activity. Then, 77 samples from left and right femurs and humeri of ten human cadavers are scanned and analysed using this method. As this method provides numerous novel features of the cortical architecture, tensile and indentation tests are also carried out in order to understand and exhibit the impact of the architecture on the mechanical behaviour. Hence, all the scanned samples are tested and available for statistical analysis. So as to identify global trends, humerus and femur are compared using diﬀerent statistical tests. Likewise, the bias impact is also investigated. Finally, a correlation study followed by a regression study is described so as to provide polynomial functions in order to be used to predict the mechanical behaviour from an architectural study

39

Shen, Yang. "Comportement et endommagement des alliages d’aluminium 6061-T6 : approche micromécanique." Thesis, Paris, ENMP, 2012. http://www.theses.fr/2012ENMP0089/document.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

L'alliage d'aluminium 6061-T6 a été retenu pour la fabrication du caisson-coeur du futur réacteur expérimental Jules Horowitz (RJH). L'objectif de cette thèse est de comprendre et modéliser le comportement et l'endommagement de cet alliage en traction et en ténacité, ainsi que l'origine de l'anisotropie d'endommagement. Il s'agit de faire le lien entre la microstructure et l'endommagement du matériau à l'aide d'une approche micromécanique. Pour ce faire, la microstructure de l'alliage, la structure granulaire et es précipités grossiers ont été caractérisés en utilisant des analyses surfaciques (Microscopie Électronique à Balayage) et volumiques (tomographie/laminographie X). Le mécanisme d'endommagement a été identifié par des essais de traction sous MEB in-situ, des essais de tomographie X ex-situ et des essais de laminographie X in-situ pour différents taux de triaxialité. Ces observations ont notamment permis de montrer que la germination des cavités sur les précipités grossiers de type Mg2Si est plus précoce que sur les intermétalliques au fer. Le scénario identifié et les grandeurs mesurées ont ensuite permis de développer un modèle d'endommagement couplé, basé sur l'approche locale de la rupture, de type GTN intégrant la germination, la croissance et la coalescence des cavités. Le lien entre l'anisotropie d'endommagement et de forme/répartition des précipités a pu être montré. Cette anisotropie microstructurale modifie les mécanismes : Pour une sollicitation dans le sens long l'endommagement est majoritairement intergranulaire alors que dans le sens travers on observe un endommagement mixte intergranulaire et intragranulaire. La prise en compte des mesures de l'endommagement dans la simulation a permis d'expliquer l'anisotropie d'endommagement. Ce travail servira de référence pour les études futures qui seront menées sur le matériau irradié
The AA6061-T6 aluminum alloy was chosen as the material for the core vessel of the future Jules Horowitz testing reactor (JHR). The objective of this thesis is to understand and model the tensile and fracture behavior of the material, as well as the origin of damage anisotropy. A micromechanical approach was used to link the microstructure and mechanical behavior. The microstructure of the alloy was characterized on the surface via Scanning Electron Microscopy and in the 3D volume via synchrotron X-ray tomography and laminography. The damage mechanism was identified by in-situ SEM tensile testing, ex-situ X-ray tomography and in-situ laminography on different levels of triaxiality. The observations have shown that damage nucleated at lower strains on Mg2Si coarse precipitates than on iron rich intermetallics. The identified scenario and the in-situ measurements were then used to develop a coupled GTN damage model incorporating nucleation, growth and coalescence of cavities formed by coarse precipitates. The relationship between the damage and the microstructure anisotropies was explained and simulated

40

Champagne, Jonathan. "Modélisation physique du comportement mécanique linéaire et non-linéaire des élastomères renforcés." Thesis, Université Paris sciences et lettres, 2020. http://www.theses.fr/2020UPSLM043.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

L’ajout de charges dans les élastomères, en particulier les nano-silices dans les silicones, améliore sensiblement les propriétés mécaniques (rigidité, dissipation, contrainte à rupture,...). En contrepartie, cela introduit dans le comportement mécanique des dépendances et des non-linéarités absentes dans la matrice pure. Le lien entre la microstructure complexe du matériau et ses propriétés mécaniques macroscopiques n’est pas encore clairement établi. C’est pourquoi, nous commençons par construire un modèle stochastique décrivant la réponse mécanique linéaire des élastomères renforcés. Ce modèle est basé sur le concept de ponts vitreux. La microstructure représentative du matériau est formée par une distribution d’orientations et de longueurs de ponts, i.e. de régions de chaînes polymères confinées entre agrégats. Localement, la réponse mécanique du pont peut être vitreuse ou caoutchoutique selon le confinement, la température et l’amplitude de déformation. Les propriétés mécaniques macroscopiques de la distribution sont calculées par une méthode d’homogénéisation auto-cohérente. Pour chaque matériau, la distribution de ponts peut être identifiée à partir des mesures expérimentales du renforcement mécanique en régime linéaire.Le modèle stochastique nous permet aussi d’élucider l’origine physique de l’équivalence température-pression mise en évidence sur la rigidité. Alors que la température engendre la disparition des ponts vitreux (adoucissement), nous montrons que la pression, elle, en crée de nouveaux (rigidification). Le concept de ponts vitreux nous permet alors d’établir une nouvelle loi d’équivalence température-pression pour les élastomères renforcés. En outre, nous montrons que cette théorie décrit aussi, en première approximation, les propriétés mécaniques non-linéaires (effet Payne) de nos matériaux. Pour finir, nous mettons en œuvre dans un code de calcul éléments finis, un modèle de comportement macroscopique à base physique. Bien que le cadre thermodynamique soit classique, les valeurs des paramètres matériaux sont issues de surfaces de réponses qui sont identifiées à partir du modèle stochastique
The addition of fillers into a polymer matrix, such as nano-silica into silicone rubbers, brings an outstanding enhancement in the mechanical properties (stiffness, hysteresis, ultimate strength,...). In return, many dependencies or nonlinearities appear in the mechanical behaviour which do not exist in the pure rubber. The relation between the microstructure and the macroscopic mechanical properties is not yet clearly understood.Thus, we start with the development of a stochastic model describing the linear mechanical response of filled rubbers. This model is based on the glassy bridges theory. The typical microstructure of the system is composed by a bridges lengths and orientations distribution, i.e. confined polymer chains between aggregates. The local mechanical response of a single bridge can be glassy or rubbery depending on the confinement degree, the temperature and the strain amplitude. The macroscopic mechanical properties of the distribution are calculated by the mean of a self-consistent homogenization. For all our materials, the bridges distribution has been identified based on the linear mechanical reinforcement measurements.The stochastic model also provides the physical origin of the pressure-temperature superposition highlighted on the stiffness. The temperature makes the glassy bridges disappear (softening) while the pressure creates new ones (hardening). The glassy bridges theory allows us to suggest a new pressure-temperature superposition law for filled elastomers.Then, we show that the theory is also capable, to a first approximation, to describe the nonlinear mechanical properties (Payne effect) of our samples. Finally, we implement the constitutive equations of a macroscopique behaviour into a finite element software. Although the thermodynamical framework is standard, the material parameters are given by responses surfaces which are identified based on the stochastic model

41

Bilotta, Giovambattista. "Influence de l'hydrogène gazeux sur la vitesse de propagation d'une fissure de fatigue dans les métaux : approche expérimentale et modélisation." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2016. http://www.theses.fr/2016ESMA0002/document.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

L’objectif principal de ce travail est la compréhension des mécanismes qui gouvernent la fissuration assistée par l’hydrogène dans les métaux, en s’appuyant sur l’analyse expérimentale de la propagation des fissures en atmosphère hydrogénant et de l’interaction entre hydrogène et défauts cristallins, et sur le développement d’un modèle de zone cohésive influencé par l’hydrogène.Des essais de propagation de fissure de fatigue ont été réalisés sous haute pression d'hydrogène gazeux sur le fer de pureté commerciale Armco. Les résultats montrent une forte influence de la pression, de la fréquence et de la valeur de ΔK sur la modification des modes de rupture, et, par conséquent, sur les vitesses de propagation. Afin d’identifier les paramètres physiques pertinents qui gouvernent les modes de rupture, une étude sur l’interaction entre hydrogène et défauts cristallins développés lors d’une sollicitation cyclique a été réalisée. Nous avons observé une augmentation de l’absorption totale d’hydrogène avec la déformation plastique cumulée, qui peut être attribuée à l’augmentation du piégeage de l'hydrogène par les dislocations générées au cours de la déformation. Ces données seront ensuite introduites dans un modèle pour reproduire la modification de la diffusion de l’hydrogène en pointe de fissure, et son effet sur la plasticité.Par ailleurs, des mesures de la déformation plastique hors plan en pointe de fissure en présence d’hydrogène ont permis de proposer une amélioration d’un modèle de zone cohésive en introduisant un effet de l’hydrogène sur le comportement plastique des éléments de volume. De plus, l'étude des composantes de la loi de diffusion de Krom a montré l'importance du gradient de contrainte hydrostatique sur la diffusion et l'accumulation de l'hydrogène en pointe de fissure. Le modèle prédit une forte dépendance de la propagation de fissures vis-à-vis de la diffusion de l’hydrogène en pointe de fissure, et est capable de simuler la propagation de fissure sous chargement statique, validant ainsi la superposition d’une composante de fissuration cyclique et d’une contribution statique (due à la présence d’hydrogène), et expliquant la transition des vitesses de propagation observée expérimentalement
The main purpose of this work is to understand the mechanisms that govern hydrogen assisted cracking in metals, based on the experimental analysis of crack propagation data under gaseous hydrogen and the interaction between hydrogen and lattice defects on the one hand, and on the development of a cohesive zone model influenced by hydrogen on the other hand.Fatigue crack propagation tests were performed under high pressure of gaseous hydrogen on the Armco iron. The results show a strong influence of the pressure, the frequency and the ΔK value, on the modification of the failure modes and on the fatigue crack growth rates. In order to identify the physical parameters that govern the changing of the failure modes, a study on the interaction between hydrogen and the crystallographic defects developed during a cyclic loading was performed. We observe an increase in the total absorption of hydrogen with the cumulated plastic deformation, which can be attributed to the increase in the hydrogen trapping by the dislocations generated during the cyclic deformation. These data have to be introduced into a numerical model to reproduce the modification of the hydrogen diffusion at the crack tip, and its effect on plasticity.Moreover, measurements of the out-of-plane plastic deformation at the crack tip in presence of hydrogen have conducted to an improvement of the cohesive zone model by introducing an effect of hydrogen on the plastic behavior of the volume elements. In addition, the study of Krom diffusion law components has shown the importance of the hydrostatic stress gradient on the diffusion and accumulation of hydrogen at the crack tip. The model predicts a strong dependence of the crack propagation with respect to the hydrogen diffusion at the crack tip, and it is able to simulate the propagation under static load, thus validating the cyclic cracking and static cracking superposition, and explaining the transient regime in fatigue crack growth rates experimentally observed

42

Gautier, Ewann. "Plasticité cyclique multiaxiale en zone confinée : approche théorique et expérimentale." Electronic Thesis or Diss., Brest, École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne, 2023. http://www.theses.fr/2023ENTA0002.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Les composants structurels présentent des zones de concentrations de contraintes conduisant à des états de contraintes hétérogènes, pouvant amener de la plasticité locale et à des ruptures en fatigue oligocyclique. Dans ce travail, deux volets sont proposés pour étudier le comportement local élasto-plastique cyclique au point critique. Dans un premier temps, une méthode analytique est proposée afin de prévoir la réponse locale uniquement au point critique de la structure. Dans un second temps, des mesures expérimentales sont obtenues grâce à des mesures in-situ par diffraction de rayons X afin de pouvoir questionner les prévisions de la méthode simplifiée et éléments finis. L’étude du comportement au point critique de la structure est réalisée à partir d’une méthode basée sur l’utilisation d’un Opérateur de Localisation Ajustable (OLA). Deux stratégies permettaient jusqu’alors d’identifier cet opérateur sur une structure. En s’inspirant de ces méthodes, deux axes d’améliorations sont proposés afin d’améliorer les prévisions numériques. Ces deux méthodes présentent un nouveau compromis intéressant entre le coût d’identification et la qualité des prévisions vis-à-vis de la référence numérique. Afin de confronter ces résultats numériques à des résultats expérimentaux, un protocole pour le suivi de contrainte in-situ par diffraction de rayons X est mis en place. Par la suite, des essais ont permis d’observer un comportement cyclique présentant notamment une relaxation progressive et continue de la contrainte moyenne jusqu’à l’amorçage d’une fissure
The structural components exhibit zones of stress concentrations leading to heterogeneous stress states, that can lead to local plasticity and low cycle fatigue failure. In this work, two parts are proposed to study the local cyclic elasto-plastic behavior at the critical point. First, an analytical method is proposed to predict the local response only at the critical point of the structure. In the second step, experimental measurements are obtained through in-situ X-ray diffraction measurements to question the predictions of the simplified finite element method. The study of the behavior at the critical point of the structure is carried out using a method based on the use of an Adjustable Location Operator (ALO). Until now, two strategies have been used to identify this operator on a structure. Based on these methods, two lines of improvement are proposed to improve the numerical predictions. These two in the presence of a new interesting compromise between the identification cost and the quality of the predictions with respect to the numerical reference. In order to compare these numerical results with experimental results, a protocol for in-situ stress monitoring by X-ray diffraction was set up. Subsequently, tests were carried out to observe cyclic behavior, with a progressive and continuous relaxation of the average stress until the initiation of a crack

43

Ricard, Jonathan. "Approche locale de la rupture dans un thermoplastique semi-cristallin : le PolyOxyMéthylène : Application : modélisation thermomécanique d'un procédé de vissage-taraudage." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00945520.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

L'utilisation croissante des polymères dans les structures industrielles est impulsée par le besoin de réduction du cycle/coût de production ainsi que de l'allègement des structures. Dans l'industrie automobile, PSA Peugeot Citroën s'est lancé sur une problématique liée au dimensionnement d'un procédé d'assemblage de pièces plastiques par vissage-taraudage. Le principe du procédé consiste à réaliser le taraudage directement lors du montage de la pièce <> en polymère en utilisant une vis métallique auto-taraudeuse. Il s'agissait alors d'être capable de modéliser numériquement par éléments finis l'opération de vissage-taraudage. Cet outil numérique offre ensuite la possibilité de mener des plans d'expériences plus larges en étudiant l'influence d'un plus grand nombre de paramètres à des fins d'optimisation de procédé d'assemblage impliquant les polymères. Les premières investigations ont montré qu'il s'agissait d'un problème thermo-mécanique complexe où toutes les composantes de déformation des matériaux polymères sont sollicitées : élastique, visqueuse, plastique et volumique. La démarche suivie est donc celle de l'approche locale de la rupture qui nécessite des observations fines des micro-mécanismes de déformation et d'endommagement suivies d'une modélisation par éléments finis s'inspirant de ces micro-mécanismes. Les données expérimentales se basent sur les variables mesurables à partir des essais mécaniques, enrichies par des observations en tomographie X. Cette technique non destructive révélant des images en 3D a permis de caractériser la morphologie et la distribution de la porosité en fond de filet. La prise en compte de cette porosité a été réalisée à l'aide d'un modèle issu de la mécanique des milieux poreux : le modèle de Gurson-Tvergaard-Needleman adapté aux matériaux polymères. Le modèle identifié a permis de construire un diagramme sur lequel peut s'appuyer le choix de la vitesse de rotation optimale du procédé de vissage-taraudage. Une alternative consistant en un assemblage de type vis polymère/écrou polymère a été également étudiée. Grâce à l'approche locale dont le critère de rupture est basé sur la porosité critique, le point faible de l'assemblage ainsi que sa tenue mécanique présumée à partir du niveau d'endommagement atteint en ce point ont pu être estimés.

44

Tran, Quoc Anh. "Modélisation numérique du comportement des milieux granulaires à partir de signaux pénétrométriques : approche micromécanique par la méthode des éléments discrets." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2015. http://www.theses.fr/2015CLF22561/document.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Dans la pratique actuelle du génie géotechnique, les essais de pénétration tels que les CPT, SPT, Panda sont largement utilisés pour caractériser mécaniquement les sols, au travers notamment d’une caractéristique de rupture appelée résistance de pointe. Par ailleurs, les dernières évolutions technologiques apportées aux essais de pénétration dynamique (Panda 3) permettent d’obtenir pendant chaque impact une courbe charge–enfoncement donnant la charge en pointe en fonction de l’enfoncement à partir de la mesure et du découplage des ondes générées durant l’essai. L’exploitation de cette nouvelle courbe fournit des informations non seulement sur la résistance de pointe dynamique mais également sur des paramètres mécaniques complémentaires mis en jeu pendant l’enfoncement de la pointe. L’objectif de cette thèse est de développer un modèle numérique en 2D capable de reproduire les signaux pénétrométriques obtenus expérimentalement par essais de type statique ou dynamique. Ce modèle est basé sur la méthode des éléments discrets avec une loi de contact linéaire simple. Une fois le modèle validé, une étude paramétrique a été réalisée en jouant essentiellement sur les modes d’application de la sollicitation (vitesse d’impact ou de pénétration), la granulométrie du matériau ainsi que l’arrangement granulaire (variation de la densité). Outre l’influence de ces paramètres sur les signaux pénétrométriques et la résistance de pointe mesurée, une attention particulière est portée sur l’analyse micromécanique : dissipation d’énergie dans le milieu, évolution des chaines de force, orientations des contacts. Cette analyse nécessite de développer des outils numériques spécifiques afin de mieux comprendre le mécanisme de l’enfoncement et tenter d’expliquer la réponse mécanique macroscopique obtenue. L’effet de la vitesse n’influence significativement que sur les essais de pénétration statiques et dynamiques en régime d’écoulement dense. A vitesse d’enfoncement comparable, il n’y a aucune différence significative au niveau microscopique entre les deux modes de sollicitation statique et dynamique. En ce qui concerne l’influence des caractéristiques du matériau, les résultats obtenus par le modèle numérique conforment aux celui réel lors que le frottement entre particules ou la compacité du milieu varie. Concernant la granulométrie, la variation de la courbe charge-enfoncement et la force de pointe dynamique augmente lorsque le diamètre moyen augmente
In the field of in situ mechanical characterization of soils, penetration tests are commonly used. Penetration tests measure the properties of soils in the domain of large deformations. The tip resistances, deduced from pile driving theory, can be measured either in dynamic conditions (q d ) either in static conditions (q c ). Recently, the measurement technique in dynamic conditions has been improved and it is now possible to record the whole response of the soil during one impact in terms of tip force and penetration distance. The exploitation of this new curve provides information not only on dynamic tip resistance but also on additional mechanical parameters involved during the driving of the tip. The objective of this work is to develop a numerical model in 2D able to reproduce the penetrometric record obtained experimentally by static or dynamic penetration tests. This model is based on the discrete element method with a simple linear contact model. After the validation of the model, a parametric study was performed essentially on the loading type (static or dynamic), the penetration rate, the particle size of the granular material and the arrangement (density variation). Besides the influence of these parameters on the penetrometer signals and the tip resistance, a particular attention was focused on micromechanical analysis: energy dissipation in the medium, force chain evolution, contact orientation. This analysis requires the development of specific numerical tools to better understand the penetration mechanism and try to explain the macroscopic mechanical response obtained. The penetration rate influences significantly only in the dense flow regime on the static and dynamic penetration tests. There is no significant microscopic difference between static and dynamic penetration tests with similar penetration rates. Regarding the influence of the characteristics of the material, the numerical results obtained conform to the real results when the particle friction or the compactness of the medium varies. Concerning the particle size, the dynamic signal variation and the dynamic tip force increases when the average particle diameter increases

45

Laplanche, Karine. "Etude du comportement au feu des assemblages de structures bois : approche expérimentale et modélisation." Phd thesis, Clermont-Ferrand 2, 2006. https://theses.hal.science/docs/00/69/39/99/PDF/2006CLF21665.pdf.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Cette étude consiste en l'élaboration d'un modèle éléments finis tridimensionnel décrivant le comportement des assemblages brochés et boulonnés des structures bois sous actions thermiques. Ce modèle intègre les champs de températures dans un modèle mécanique non linéaire. La validation du modèle réalisé à l'aide d'essais est faite en trois étapes : la validation mécanique à froid, celle thermique et celle thermomécanique. Après validation, le comportement des assemblages brochés unitaires est modélisé pour différentes durées d'exposition au feu. Enfin, la modélisation d'assemblages multiples met en évidence la caractérisation du nombre effectif en fonction des champs thermiques

46

Laplanche, Karine. "Etude du comportement au feu des assemblages de structures bois : approche expérimentale et modélisation." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00693999.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Cette étude consiste en l'élaboration d'un modèle éléments finis tridimensionnel décrivant le comportement des assemblages brochés et boulonnés des structures bois sous actions thermiques. Ce modèle intègre les champs de températures dans un modèle mécanique non linéaire. La validation du modèle réalisé à l'aide d'essais est faite en trois étapes : la validation mécanique à froid, celle thermique et celle thermomécanique. Après validation, le comportement des assemblages brochés unitaires est modélisé pour différentes durées d'exposition au feu. Enfin, la modélisation d'assemblages multiples met en évidence la caractérisation du nombre effectif en fonction des champs thermiques.

47

Chrétien, Marie. "Compréhension des mécanismes de retrait-gonflement des sols argileux : approche sur site expérimental et analyse de sinistres sur constructions individuelles." Thesis, Bordeaux 1, 2010. http://www.theses.fr/2010BOR14033/document.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Les maisons individuelles reposant sur une formation argileuse considérée à moyen risque vis-à-vis des phénomènes de réhydratation et dessiccation des sols argileux, ont été particulièrement touchées par les tassements différentiels provoqués par le phénomène depuis les sécheresses de 2003 et 2005 en Gironde (33). Une première partie de la thèse a été de mener une étude sur le comportement gonflant et rétractant de la formation argileuse de Brach d’âge Plio-quaternaire, responsable de centaines de sinistres sur habitations à l’échelle d’un quartier puis à celle de la parcelle, à l’aide des paramètres géotechniques et mécaniques. Elle a mis en évidence l’hétérogénéité des faciès argileux et l’influence des passées sableuses à l’échelle de la formation argileuse. L’autre intérêt de ce travail est la compréhension des mécanismes et des cinétiques d’hydratation et de dessiccation des sols argileux jusqu’à 3 m de profondeur, sur un cycle annuel. L’étude est basée sur une méthode associant les données géophysiques aux valeurs des paramètres géotechniques obtenus in situ et en laboratoire. Ce couplage repose sur une instrumentation géotechnique et géophysique continue sur un site expérimental de la commune de Pessac (Gironde). L’intérêt de cette instrumentation est d’établir des corrélations entre les sollicitations mécaniques enregistrées par le sol (déplacements verticaux) en fonction de l’évolution de la teneur en eau volumique des sols jusqu’à 3 m de profondeur, reliée aux variations de résistivités électriques. Les travaux présentent les premiers résultats comparés entre les données géotechniques et les données géophysiques issues d’un dispositif de tomographie de résistivité électrique installé à demeure, aboutissant à l’obtention de gammes de résistivité électriques variables corrélées aux faciès rencontrés et à la teneur en eau des sols
Homes built on sensitive clayey soils, considered as medium risk, are showing cracks evidencing differential movements occurring in their foundations after drought periods of 2003 and 2005. To address this problem in a first part of the thesis, the swell-shrinkage behaviour has been investigated specifically to the Plio-quaternary clayey formation of Brach, both at the scale of a district and a small land. The results reveal the variability of the clay behaviour when sandy lenses occurred inside the formation. The present work aims to assess geotechnical and compressibility parameters to analyse the variability of the swelling-shrinkage parameters inside a same clayey formation. The aim of a second part of this study is to identify the seasonal soil moisture variations occurring between wet period and dry summer down to 3 meter depth, using a new method integrating geophysical and geotechnical data obtained in situ and in laboratory. This research is based on the setting of an experimental site on Pessac town (Gironde) in order to monitor clayey behavior, to establish correlations between geotechnical properties, water content variations and electrical resistivity on soils over time and every month. The purpose is to survey and evaluate kinetics of soil water content evolution, temperature and vertical displacements down to 3 m depth. This work presents the first results which compare geotechnical, volumetric and electrical resistivity data by combining the field and laboratory measurements

48

Renault, Norbert. "Etude du couplage thermomécanique du PEHD par essais mécaniques et inversion d'images infrarouges." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2007. http://www.theses.fr/2007INPL100N/document.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Abstract:

Ce travail vise à approfondir la connaissance du comportement mécanique de polymères structurés sur de multiples échelles. Il repose sur l'acquisition simultanée d'informations couplées relatives à la mécanique, à la thermique et à la microstructure. Nous avons à cet effet étudié le comportement du Polyéthylène Haute Densité (PEHD) sous sollicitations de traction à déformation contrôlée à l'aide de trois techniques optiques utilisées in situ simultanément : (i) Le système Vidéotraction® pour l'accès aux contraintes et aux déformations vraies. (ii) La thermographie infrarouge pour l'accès aux sources thermiques. (iii) Une technique de rétrodiffusion de lumière (ISLT) pour l'accès à une forme d'endommagement. Le corps du travail porte sur la reconstruction des sources thermiques 2D à partir de cartographies des champs de température mesurés au cours d'essais. Le problème inverse de reconstruction des champs de sources ther-miques est résolu par deux méthodes différentes : minimisation sous contrainte avec formulation adjointe et décomposition modale. Des techniques de régularisation du problème sont décrites en détail pour chaque méthode. D'autre part, la technique ISLT nous permet de suivre l'endommagement : l'apparition progressive de "mi-crocavités" isotropes puis un développement d'une forte anisotropie pendant la phase de durcissement hyperélastique. Nous montrons que ces informations sur la microstructure viennent corroborer les phénomènes observés sur la source thermique. Nous replaçons alors l'ensemble des informations obtenues dans le contexte d'une modélisation thermodynamique des lois de comportement. Une étude de sensibilité aux paramètres du modèle est développée, ce qui conduit à une réduction du modèle adaptée à leur bonne estimation
This research aims at looking further into current knowledge of the mechanical behavior of semi-crystalline polymers at multiple scales. It relies on the simultaneous acquisition of coupled information relating to me-chanical, thermal and microstructural behaviors. For this purpose, we have studied the response of High Density Polyethylene (HDPE) under tensile tests with controlled strain rates, using three optical techniques : (i) Vidéotraction®, a videoextensemeter to access the true stress and strain. (ii) Infrared thermography to access the thermal sources evolution. (iii) Backscattering of Incoherent Light (ISLT technique) to access information on damage mechanisms. The core of the research concerns the reconstruction of the 2D thermal sources starting from temperature fields maps measured during the test. This ill-posed problem has been solved with two different methods : A constrained optimization based on the adjoint formulation and a minimization based on a reduced spectral model. The regularization tools used in the problem are detailed for each method. The ISLT technique allows to monitor damaging processes due to crazing : the creation of isotropic micro-cavities followed by the development of a strong anisotropy during the hardening phase. We show that these information at microstructural level confirm the evolutions of the heat source thermal. All these experimental information are finally considered within a thermodynamical framework used for deri-ving constitutive laws. A sensitivity analysis applied to the parameters of our law led to a reduced model that is more appropriate for their proper estimation

49

Blais, Philippe. "Approche stochastique de l'endommagement en fatigue d'engrenages en composite renforcé avec des fibres de bouleaux." Thèse, 2019. http://depot-e.uqtr.ca/id/eprint/9667/1/eprint9667.pdf.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Dissertations / Theses on the topic 'Propriétés mécanique (approche d’homogénéisation)'

Create a spot-on reference in APA, MLA, Chicago, Harvard, and other styles