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Cressin, Maxime. "Contribution au développement d'un modèle thermomécanique de mise en forme du verre par le procédé soufflé-soufflé incluant les effets radiatifs". Electronic Thesis or Diss., Valenciennes, Université Polytechnique Hauts-de-France, 2023. http://www.theses.fr/2023UPHF0023.

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Resumen

Cette thèse traite de la modélisation numérique de la mise en forme du verre par le procédé soufflé-soufflé, permettant le formage en deux étapes de soufflage. L'étude bibliographique a montré que pour simuler efficacement ce procédé, il est nécessaire de prendre en compte deux paramètres importants : le rayonnement thermique du verre et l'échange thermique entre le verre et les outils. Cet échange thermique est représenté par le coefficient de transfert thermique hc identifié expérimentalement. Un modèle thermique numérique 1D prenant en compte les effets radiatifs a été développé pour simuler le contact entre un poinçon métallique et un cylindre de verre. Ce modèle a été couplé à une méthodologie d'identification inverse pour déterminer hc à partir de données expérimentales. L'influence de la température du verre, de la position du thermocouple et du rayonnement sur l'identification de hc a été étudiée. L'originalité de ces travaux concerne la prise en compte du rayonnement dans l'identification de hc ainsi que l'utilisation de la méthode Back Ray Tracing (BRT) pour la résolution de l'équation de transfert radiatif en 2D axisymétrique. Le code est couplé avec le logiciel Abaqus/Standard afin de prendre en compte le rayonnement du verre dans la simulation du procédé de formage. Enfin, un modèle éléments finis thermomécanique a été développé sous Abaqus/Standard afin de simuler le procédé soufflé/soufflé en 2D axisymétrique d'une bouteille de verre standard. Une discussion est menée sur l'apport du coefficient d'échange thermique identifié expérimentalement et du modèle de rayonnement sur la formabilité de la bouteille
This thesis deals with the numerical modeling of glass forming by the blow and blow process, allowing the glass forming of glass in two blowing steps. The bibliographic study has shown that in order to efficiently simulate this process, it is necessary to take two important parameters into account: the thermal radiation of the glass and the thermal exchange between the glass and the tools. This thermal exchange is represented by the experimentally identified heat transfer coefficient hc. A 1D numerical thermal model taking the radiative effects into account has been developed to simulate the contact between a metal punch and a glass cylinder. This model was coupled with an inverse identification methodology to determine hc from experimental data. The influence of the glass temperature, of the thermocouple position and of the radiation on the identification of hc has been studied. The originality of this work concerns the inclusion of radiation in the identification of hc as well as the use of the Back Ray Tracing (BRT) method to solve the radiative transfer equation (RTE) in 2D axisymmetric. The code is coupled with the Abaqus/Standard software to take the radiation of the glass into account in the simulation of the forming process. Finally, a thermomechanical finite element model has been implemented in Abaqus/Standard in order to simulate the 2D axisymmetric blow and blow process of a standard glass bottle. A discussion is made on the contribution of the experimentally identified heat transfer coefficient and the radiation model on the formability of the bottle

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Saumabere, Denis. "Modélisation numérique magnéto-thermique avec prise en compte du transfert radiatif dans les procédés d'élaboration des verres par induction en creuset froid". Grenoble INPG, 1994. http://www.theses.fr/1994INPG0151.

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Resumen

Le procédé d'élaboration par induction en creuset froid appliqué aux verres présente d'incomparables avantages liés à l’absence de contact entre le verre fondu, matériau très réactif, et la paroi du creuset. La mise au point de tels procédés se révèle complexe et délicate. La modélisation numérique est alors un outil d'analyse et d’extrapolation indispensable. L’analyse des phénomènes physiques intervenant dans le procédé étudié fait apparaître une forte variation des propriétés physiques du verre en fonction de la température et de la composition, une forte interaction entre les phénomènes électromagnétique et thermique ainsi que l'apparition d’une source thermique supplémentaire dans le cas des verres dits semi-transparents due au transfert radiatif. Le mémoire présente, après une étude bibliographique sur les différentes méthodes permettant de modéliser le transfert radiatif, la modélisation de ce phénomène par une méthode des ordonnées discrètes en éléments finis. Le couplage des phénomènes électromagnétique et thermique avec prise en compte du transfert radiatif est réalisé. La forte interdépendance de ces trois phénomènes est modélisée. De plus pour chacun des phénomènes modélisés la méthode numérique la mieux adaptée est choisie. Une validation du modèle thermique avec transfert radiatif est effectuée par la comparaison avec des exemples trouvés dans la littérature. Une campagne de mettre sur prototype industriel a été réalisée permettant une première validation du modèle magnétothermique avec transfert radiatif
The cold crucible induction process applied to glasses presents incomparable advantages related to the absence of contact between the molten glass, highly reactive material, and the crucible wall. The development of such methods is complex and delicate. Numerical modeling is a tool for analysis and extrapolation. Analysis of physical phenomena existing in the studied method shows a wide variation in physical properties of the glass depending on both temperature and composition, a strong interaction between the electromagnetic and thermal phenomena and the occurrence of a heat source further in the case of semi-transparent glasses due to radiative transfer. The thesis presents, after a bibliographic study on different methods to model the radiative transfer, a model of this phenomenon by a discrete method of based on finite elements. The coupling of electromagnetic and thermal phenomena taking into account radiative transfer is made. The strong interdependence of these three phenomena is modeled. In addition to each of the modeled phenomena the most appropriate numerical method is chosen. A validation of the model with thermal radiative transfer is done by comparison with examples found in the literature. A campaign on industrial prototype is carried out for a first validation of the model with thermo-magnetic radiation transfer

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Béraud, Nicolas. "Fabrication assistée par ordinateur pour le procédé EBM". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAI052/document.

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Le procédé de fabrication par fusion de poudre à l'aide d'un faisceau d'électrons est appelé procédé Electron Beam Melting (EBM). Il permet la fabrication de pièces métalliques à partir de poudres. Grâce au niveau de qualité (géométrique et mécanique) des pièces produites, le procédé peut être utilisé afin de produire des pièces fonctionnelles et non plus uniquement des prototypes. Ce procédé, ainsi que les autres procédés additifs métalliques, permettent d'envisager le passage de l'impression 3D à la fabrication additive métallique.L'utilisation de la fabrication additive dans un contexte industriel impose le respect de critères en termes de qualité, coût et délai des pièces produites. L'ensemble des étapes numériques de mise en production d'une pièce constitue la chaîne numérique. Cette dernière a un impact fort sur l'ensemble de ces trois critères. Ainsi, cette thèse apporte une réponse à la question suivante :Comment la fabrication assistée par ordinateur peut-elle améliorer le triptyque qualité, coût, délai du procédé de fabrication EBM?Le problème est abordé par la question sous-jacente suivante :Quelles caractéristiques doit posséder un environnement de fabrication assistée par ordinateur adapté au procédé EBM ?Pour répondre à cette question, la chaîne numérique actuelle est analysée . Les principales limites identifiées sont :- l'utilisation de fichiers au format STL- l’impossibilité d’optimiser le procédé à différentes échelles- l’impossibilité de simuler le procédé EBMAfin de résoudre l'ensemble des problèmes énoncés, un environnement de FAO est proposé. Celui-ci permet de centraliser l'ensemble des opérations de mise en production au sein d'un environnement unique. Il autorise le travail avec l'ensemble des formats de fichiers reconnus comme les formats natifs des logiciels de CAO ou le format STEP. Des développements informatiques permettent de concrétiser l’environnement proposé.L'implémentation de l'environnement de FAO a mis en évidence le rôle fondamental de la simulation au sein de celui-ci. Il a donc fallu répondre à la question :Comment obtenir une simulation du procédé EBM permettant sa mise au point hors ligne en temps raisonnable ?Bien que la simulation du procédé EBM est largement traitée dans la littérature scientifique, les études proposées reposent sur la méthode des éléments finis et le temps de calcul nécessaire n'est pas compatible avec une utilisation au sein d'un environnement de FAO. Un type de simulation alternatif a donc été créé : une simulation par abaques. Elle est constituée d’une simulation par la méthode des éléments finis qui permet d'obtenir des cartes de températures pour des cas de chauffes et de refroidissements standards. Ces cartes de températures sont ensuite transformées en abaques. La simulation par abaques est vue comme la succession d'une multitude de cas standards. Ainsi l'algorithme de simulation par abaques cherche l'abaque le plus proche de la situation simulée, afin d’estimer les températures au pas de temps suivant.Cette méthode de simulation a permis une réduction des temps de calcul tout en gardant une précision suffisante pour pouvoir être utilisée pour optimiser les paramètres de fabrication.Grâce à une telle simulation, un outil d'optimisation des stratégies de fusion a pu être créé. Il permet d’améliorer la qualité des pièces produites en calculant des stratégies de fusion respectant certains critères thermiques.Les apports majeurs de ces travaux de thèses sont :- l'établissement d'un cahier des charges pour une chaîne numérique performante en EBM- le développement d'un environnement de FAO adapté au procédé EBM- la mise au point d'une simulation rapide du procédé EBM basée sur des abaques- la création d'un outil d'optimisation des stratégies de fusion
The Electron Beam Melting (EBM) process allows to build metallic parts from powder. Thanks to the geometric and mechanical quality of the parts produced, the EBM process can be used to manufacture functional parts and not only prototypes. This process, with other additive metallic processes, make it possible to consider a transition from 3D printing to metallic additive manufacturing.The use of additive manufacturing in an industrial environment requires compliance with quality, cost and time criteria for the parts produced. The production of manufactured parts involves a series of numerical stages which is called the numerical chain. The numerical chain has a significant impact on the three criteria mentioned above. Thus, this thesis provides an answer to the following question:How Computer Aided Manufacturing can improve the quality, cost and time of the EBM manufacturing process?This problem is addressed through the following underlying question:What are the required characteristics for a Computer Aided Manufacturing system adapted to the EBM process?In order to answer this question, the current numerical chain is analyzed. Three main limitations are found:- the use of STL files format- the process cannot be optimized at different scales- the process cannot be simulatedTo solve these issues, a CAM environment is proposed. It allows the centralization of all numerical operations in a single environment. All supported formats can be used within this environment, such as native CAD file formats or STEP format. Software developments are done to prove the feasibility of such an environment.The CAM environment implementation reveals the crucial role of simulation in this system. It is therefore necessary to answer this second question:How to obtain an EBM process simulation allowing the development of parameters, virtually?Although EBM simulation is a recurrent subject in scientific literature, existing studies are based on the finite elements method but the calculation time needed is too important to be used in an CAM environment. Thus, an alternative type of simulation is created in this thesis: a simulation based on abacus. It is composed of a finite elements model, that allows heat maps generation for standards cases of heating and cooling. These heat maps are then transformed in abacus. The simulation algorithm based on abacus search the nearest abacus from the simulated situation in order to estimate the temperatures at the next time step.This simulation method was used to reduce the calculation time while keeping a sufficient precision to optimize process parameters.With the simulation based on abacus, a tool for the optimization of melting strategies is developed. This tool allows quality improvement for the produced parts through the calculation of melting strategies according to thermic criteria.To summarize, the main contributions of this work are:- the definition of requirements specifications of a powerful numerical chain for the EBM process- the development of a CAM environment adapted to the EBM process- the proposal of a fast simulation for the EBM process, based on abacus- the development of a tool for the optimization of melting strategies

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Schryve, Mathieu. "Modèle d’adhésion cicatrisante et applications au contact verre/élastomère". Aix-Marseille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008AIX11091.

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De très nombreux problèmes rencontrés dans l’industrie sont liés aux évolutions que subissent les interfaces. Le contact, le frottement et l’adhésion y jouent un rôle fondamental. Ce travail est une contribution au développement d’un modèle qui couple adhésion et frottement et qui autorise la cicatrisation des liens adhésifs lorsque les corps sont remis en contact après avoir été séparés. Ce modèle est appelé modèle d’adhésion cicatrisante. Dans le cadre de ce mémoire, les applications concernent plus particulièrement l’étude du contact verre/élastomère. La formation du col d’adhésion, les phénomènes « jump-on » et « jump-off » et la formation et la propagation des ondes de Schallamach sont abordés. Le travail propose une modélisation à l’échelle des surfaces, issue de considérations thermodynamiques et qui simule les effets des interactions de type van der Waals. Outre la possible cicatrisation des liens lors de l’approche des corps, l’originalité du modèle est que les processus d’endommagement et de cicatrisation des liens adhésifs sont tous deux liés à la vitesse de sollicitation au niveau de l’interface. Selon les applications envisagées, l’approche permet ainsi de considérer deux sources possibles de dissipations. L’une est surfacique et liée au comportement de l’interface. La seconde est volumique et liée au comportement des corps. La formulation dynamique est donnée dans le cadre de la mécanique non régulière. Les méthodes numériques correspondantes sont mises en oeuvre dans la plateforme LMGC90 (Montpellier - Marseille). Le modèle est testé sur des Benchmarks et validé sur la simulation d’une expérience de tribologie de contact verre/élastomère
Many problems encountered in industry are concerned with interface evolutions, where contact, friction and adhesion are fundamental topics. This PhD thesis contributes to the development of a model involving adhesion and friction and allowing the healing of the adhesive bonds when the bodies are again pushed closer together after their separation. This model is called model of healing adhesion. In this work the applications concern specifically the contact glass/rubber. The formation of the the adhesion neck, jump-on and jump-off phenomena and the formation and the propagation of the Schallamach waves are investigated. A modelling of the adhesive contact is thus proposed, based on thermodynamic considerations and surface interactions concepts. In addition to the possible healing of the adhesives bonds, the originality of the model is that healing process and damage process are both related to the rate of the solicitation at the interface. According to the applications, the approch allows to consider two potential sources of dissipation. One is called surface dissipation and linked to the behaviour of the interface. The second is called bulk dissipation and linked to the behaviour of the bodies. The dynamic formulation is done within the framework of the non-smooth mechanic. Implementations of appropriate numerical methods and simulations are done in LMGC90 (Montpellier - Marseille). The model is tested with Benchmark and validated with the simulation of a glass/rubber experiment

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Krichen, Abdelkader. "Simulation numérique et analyse expérimentale du comportement d'un contact verre/PMMA sous sollicitations de fretting". Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1997. http://www.theses.fr/1997ECDL0021.

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L'etude a pour objet l'analyse d'un contact polymere/antagoniste rigide soumis a des sollicitations vibratoires de faibles amplitudes dites de fretting. La demarche adoptee repose a la fois sur l'experimentation et la simulation par elements finis dans le cas specifique d'un couple poly(methacrylate de methyle)/verre. Elle se decompose en deux etapes : ' sur l'identification et la prediction des conditions de sollicitations locales dans le contact en fonction des parametres de chargement (effort normal, amplitude du debattement et frequence), ' sur l'interpretation de la reponse du materiau en termes de degradation (fissuration et detachement de particules) a partir des elements fournis par la simulation. Sur la base de la simulation numerique de la cinematique des micro-deplacements dans le contact, nous avons pu predire les conditions de sollicitation dans le contact (glissement partiel ou glissement total). Ces resultats ont ete reportes dans une carte de sollicitation locale dans laquelle nous avons egalement delimite les domaines d'apparition du broutement qui definissent les limites d'application de nos simulations. L'analyse des degradations a revelee : ' l'apparition de micro-fissures superficielles en bordure de contact du fait de la conjonction d'une contrainte de traction maximale et d'une pression hydrostatique en expansion, ' un detachement localise de particules dans certaines zones du contact dependant des conditions de sollicitation. Ces observations ont pu etre interpretees en considerant les maxima d'energie dissipee dans le contact, telle qu'ils ont pu etre estimee par la simulation, ' un deplacement des particules vers le centre du contact au fur et a mesure du cyclage. L'analyse de l'amplitude des micro-deplacements en chaque point du contact a permis d'expliquer cette cinematique par un differentiel de glissement oriente vers le centre du contact. Ce dernier est une consequence directe de la dissimilarite des constantes elastiques du polymere et de l'indenteur. Ces resultats ont pu etre synthetises dans une carte de reponse du materiau dont les frontieres sont definies sur la base de l'analyse energetique du contact.

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Nguyen, Hoang Quan. "Modélisation et simulation du remplissage de moules verriers : "Prise en compte du transfert radiatif"". Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2009. http://www.theses.fr/2009INPL054N/document.

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L’objet de ce travail est de proposer un modèle adapté pour la simulation du remplissage de moules qui réponde au meilleur compromis entre temps de calcul et précision des résultats. La difficulté est double. Il faut prendre en compte le phénomène de remplissage qui est un problème complexe à frontières libres et les spécificités liées au Verre : viscosité fortement thermodépendante et température de fusion élevée qui nécessite de prendre en compte le rayonnement. Le Chapitre I est consacrée à la partie écoulement du Verre liquide. La bibliothèque numérique Aquilon/Thétis, adaptée pour traiter ce type de problèmes et les couplages thermique air/verre/parois, a été utilisée (Méthode V.O.F pour le suivi de l’interface, méthodes de type Lagrangien augmenté/Projection vectorielle pour le couplage Vitesse-Pression). Pour l’aspect radiatif, différentes approches sont proposées : conductivité radiative équivalente (Chapitre II), méthode explicite directe pour la validation (Chapitre III) et méthode d’harmoniques sphériques ou méthode PN (Chapitre IV). Dans le Chapitre V, la méthode PN retenue est validée dans des cas simples et est appliquée ensuite à des cas avec couplage convectif en géométries complexes et obstacles semi-transparents (1D, 2D et 3D, 2D axi-symétrique et milieu non gris). Une version P1 modifiée est présentée. Les résultats sont assez proches de ceux donnés par la méthode P3 avec des temps de calcul modestes. L’intérêt de ce modèle est qu’il est facilement intégrable dans des codes numériques existants : une seule équation différentielle du second ordre stationnaire à résoudre en 3D
The aim of this study is to propose an adapted model for the simulation of mould filling that must be a compromise solution between computational time and results accuracy. The double difficulty is to take into account the filling phenomenon that is a complex problem due to the presence of free boundaries and to the Glass specificities: viscosity that is highly thermal dependant and high melting temperature that requires taking into account radiation effects. Chapter I is devoted to the melting Glass flow. The numerical libraries Aquilon/Thétis, adapted for solving such type of problems and the thermal coupling between Air/Glass/Walls, has been used. (V.O.F method for front tracking, Augmented Lagrangian/Vector Projection methods for solving Pressure/Velocity coupling). For radiative aspect, different approaches are proposed: equivalent radiative conductivity (Chapter II), direct explicit method for validation (Chapter III) and spherical harmonics method or PN method (Chapter IV). In the Chapter V, the selected PN method is validated through simple cases and is then applied in other cases with convective coupling in complex geometries including semi-transparent inclusions (1D, 2D and 3D, 2D axi-symmetric and non grey medium). A P1 modified version is presented. The results are close to those given by P3 method but with reduced computational time. The main interest of this model is that it can be easily implemented in existing numerical codes: a single stationary second order partial differential equation to solve in 3D

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Cobilici, Toma Cristina Gabriela. "Conception des engrenages face : simulation de la fabrication et du fonctionnement". Lyon, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAL0067.

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Le principe des engrenages face est connu depuis très longtemps : un pignon cylindrique entraine une roue plate (ou face), les axes de rotation sont concourants ou décalés d'une valeur appelée off-set, l'angle entre les axes peut être droit. Aujourd'hui en application aéronautique, l'avantage principal de ce-mécanisme réside dans la possibilité de translation du pignon cylindrique sans blocage du système. Par conséquent, le problème consistait d'une part à définir précisément la géométrie réelle fabriquée de tels engrenages et d' autre part à simuler le fonctionnement cinématiques pour connaître l'influence des paramètres de définition. Une étude bibliographique sur la définition fine et la simulation des engrenages a permis de choisir un ensemble de méthodes numériques plus aptes à tenir compte des variations des paramètres de fabrication. Les principes de la génération des dentures droites restant toujours les mêmes, la simulation numérique a permis de définir la forme générale des dentures. De plus, les trajectoires d'outil traduites à l'aide de Splines Cubiques normalisées, ont permis d’étudier dans le détail deux phénomènes d'interférence (painting et undercutting). Par la suite, la simulation de l'engrènement à partir des géométries numériques issues de la génération des dentures, a permis de définir les points et trajectoires de contact. La simulation numérique du mouvement a permis aussi d'obtenir l'erreur de transmission et le rapport de conduite. Après avoir qualifié les résultats obtenus avec le logiciel réalisé à partir de résultats de la littérature, une étude d'influence de paramètres a été faite (géométrie du pignon outil, angle de pression, positions de montage du pignon moteur). La principale conclusion peut se résumer de la manière suivante, l'erreur cinématique est très peu modifiée avec de faibles variations de position de montage même si les trajectoires des contacts sont déplacées. Les engrenages faces devraient ainsi remplacer les engrenages spire-coniques classiquement utilisés
The principle of the face gear drives is known since along time : a cylindrical pinion drives a face wheel, the axis of rotation are intersecting or non-intersecting with an off-set, the angle axis can be 90°_Today, in the aeronautical applications, the principal advantage of this mechanism is the translation possibility of the cylindrical pinion without blocking the system. Consequently, the problem consists ta define precisely the real geometry of these drives and moreover to simulate the kinematic meshing to know the influence of the defining parameters. A bibliographical study of the definition and the simulation of these drives, has permitted to choose a set of numerical methods more capable to investigate the variations of the manufacturing parameters. The generation principles of the tooth surfaces remaining the same, the numerical simulation has permitted to define the general tooth profile. Then, the trajectories of the pinion shaper approached with the help of Cubic Splines Normalised, has permitted to study in details two phenomena: pointing and undercutting. Then, the meshing simulation of the numerical tooth geometry outcome from generation, has permitted to define the contact path. The numerical simulation of the meshing has also permitted to obtain the transmission error and the contact ratio. • After qualifying the numerical results with the literature's results, a study of the parameter influence has been realized (the pinion-shaper geometry, pressure angle, mounting position of the driving pinion). The principal conclusion can be briefly resumed in the following manner, the kinematic error is very few modified when small variations of mounting position occurs, even how the contact path are translated. The face gears drives should thus replace the bevel spiral-gears classically used

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Lovas, Laszlo Rigal Jean-François Marialigeti Janos. "Etude des relations entre le comportement et la fabrication des synchronisateurs des boîtes de vitesses manuelles". Villeurbanne : Doc'INSA, 2005. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=lovas.

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Boudiba, Mahfoud. "Contribution à la réalisation d'un environnement général pour la simulation statique des procédés". Paris 13, 1996. http://www.theses.fr/1996PA132035.

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Le travail présenté dans ce mémoire a pour objet le développement d'un environnement général dédié a la simulation statique des procédés continus en régime stationnaire, parfois appelé programme de flowsheeting. Le choix de la simulation statique découle du fait qu'il s'agit à l'heure actuelle du principal outil dont dispose l'ingénieur pour concevoir de nouveaux procédés, ou pour optimiser le fonctionnement d'un atelier existant. Dans le premier chapitre, nous décrivons l'activité de simulation en relevant sa complexité, qui justifie le développement d'un environnement qui apporte une aide réelle à l'ingénieur. Nous indiquons également les solutions que nous envisageons dans la suite de notre travail pour apporter cette aide. Dans le second chapitre, nous décrivons la maquette spi-prosim que nous avons réalisée et qui effectue le couplage entre le simulateur statique prosim et l'environnement spi intégrant une représentation objet d'un procédé. Nous tirons les enseignements de cette réalisation, en particulier en ce qui concerne la réalisation de modules généraux d'aide a la saisie d'une simulation. Dans ce chapitre, nous présentons également une revue bibliographique sur la mise en œuvre des approches orientées objet en génie des procédés. Dans le troisième chapitre, nous traitons le problème de l'aide à la préparation d'une simulation. Nous décrivons en particulier l'usage que nous avons fait d'un langage de programmation par contraintes (pecos) et d'un langage mathématique (mathematica) pour développer une aide à la saisie du modèle d'une opération unitaire. Le quatrième et dernier chapitre est consacré à l'exploitation des résultats d'une simulation. Nous indiquons que cette exploitation consiste en partie à extraire les résultats pertinents parmi la masse d'informations fournies par le simulateur, puis à les mettre sous une forme pertinente pour l'utilisateur. Nous établissons ensuite un cahier des charges détaillé d'une bonne représentation d'un procédé, qui soit proche du point de vue que l'ingénieur a d'un procédé

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Cicco, Ange de. "Modélisation informatique des conditions de fabrication du fromage corse afin d’établir le processus d’affinage pour obtenir un produit donné". Corte, 2005. http://www.theses.fr/2005CORTA001.

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Panaït, Adrian. "Étude expérimentale et numérique des problèmes de contact unilatéral et de frottement sec dans les assemblages verriers". Université de Marne-la-Vallée, 2004. http://www.theses.fr/2004MARN0198.

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L’utilisation du verre en tant que matériau structural constitue une innovation technique dans le domaine de la construction. Des ouvrages en verre, et en particulier des façades en verre, de grande dimension ont été réalisés à l’aide des systèmes d’assemblage dont le comportement mécanique n’était pas bien maîtrisé. L’objectif de ce travail de thèse est double. D’abord, il consiste à appréhender et modéliser de façon systématique le comportement mécanique des assemblages verriers éclissés dans lesquels la transmission des efforts tangentiels s’effectue par frottement. Ensuite, il vise à fournir un outil efficace d’aide à la conception et à l’optimisation des assemblages verriers éclissés. Les problèmes mécaniques concernés sont complexes car des phénomènes fortement non linéaires tels que le contact unilatéral et le frottement sec y sont impliqués. Pour atteindre l’objectif fixé, nous avons développé une approche couplée, expérimentale et numérique. Dans un assemblage verrier éclissé typique, des intercalaires en aluminium sont placés entre les plaques de verre et les éclisses métalliques. La caractérisation précise du frottement entre le verre et l’aluminium est donc indispensable pour assurer la sécurité et le bon fonctionnement d’un tel assemblage. Ainsi, nous avons conçu et mis en place un tribomètre original et réalisé une étude expérimentale systématique. La faible dispersion des résultats a permis d’identifier avec précision le seuil de glissement et de quantifier la variation du coefficient de frottement avec le temps de contact et le trajet de chargement normal. Cette variation, qui peut atteindre jusqu’à 65-70 % par rapport au coefficient de frottement initial, est modélisée par l’introduction d’une variable interne. Une interprétation micromécanique faisant apparaître la contribution du fluage des aspérités et des zones à forte adhésion est également fournie pour expliquer physiquement cette variation. Le problème de contact unilatéral avec frottement posé par un assemblage verrier éclissé est numériquement résolu à l’aide du code aux éléments finis MSC Marc, dans lequel la loi proposée et identifiée pour décrire le frottement entre le verre et l’aluminium est implantée. Le modèle numérique, validé par des essais en vraie grandeur, donne la distribution des contraintes et la répartition des pressions de contact dans l’assemblage sous l’action combinée de la force normale de précontrainte et de la force tangentielle appliquée. En particulier, l’évolution de la zone de contact et la coexistence des zones d’adhérence et de glissement sont mises en évidence et en bon accord avec des résultats théoriques existants. Ce travail de thèse permet désormais d’aborder la conception et l’optimisation des assemblages verriers éclissés par une approche rationnelle au lieu d’une démarche empirique qui a prévalu jusqu’à présent
The use of glass as structural material can still be considered as an innovative building technique. Glass elements and especially large dimensions glass facades were realised using assembling systems whose mechanical behaviour has not been well understood. The objective of this work is twofold. Firstly, it consists in systematically seizing and modelling the mechanical behaviour of spliced glass connections transmitting tangential loads by friction. Then, it aims at providing an efficient tool for the design and optimization of spliced glass connections. The resulting mechanical problems are complex because highly nonlinear phenomena such as unilateral contact and dry friction are involved. To achieve the objective, a coupled, experimental and numerical, approach is developped in this work. In a typical spliced glass connection, soft aluminum pads are used as inserts between metallic splice plates and glass plates. A precise characterization of the friction between aluminum and glass is then the key both to ensure the safety and the well functioning of such an assembling system. To this end, an original tribometer is designed and constructed and systematic tests are performed. The weak standard deviation of the results makes it possible to precisely identify the sliding limit and quantify the frictional coefficient variation with the contact duration and the normal loading path. This variation can raise up to 65-70% of the initial friction coefficient and is modelled with an internal variable. A micromechanical interpretation accouting for the asperity creep and highly adhesive area contributions is also given in order to physically explain this variation. The unilateral frictional contact problem posed by a spliced glass connection is numerically solved using the MSC MARC finite element code in which the friction law proposed and identified on the basis of the experimental investigation is implemented. The numerical simulations, validated by full scale tests, provide the stresses and contact pressure due to the combined action of the bolt’s tightening and an tangential loading. The contact area evolution and the co-existence of slip and adhesion zones inside the contact area are identified and shown to be in good agreement with existing theoretical results. Henceforth, this work makes it possible to approach the design and optimisation of spliced glass connections in a rational way instead of the empirical one that has prevailed up to now

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Bozek, Sébastien. "Génération de maillage automatique pour la simulation tridimentionnelle de procédés de fabrication de circuits intégrés". Lille 1, 2000. http://www.theses.fr/2000LIL10057.

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Ce travail s'inscrit dans le cadre des projets européens esprit/jessi 8150 prompt et esprit 24038 prompt II dont l'objectif est de réaliser une chaîne de simulation de procédés de fabrication de composants semi-conducteurs multi-dimensionnelle capable de rendre compte d'effets 3D engendrés par la forte miniaturisation des transistors dans les circuits intégrés. L'importance des mailleurs dans cette chaîne de simulation tient à la difficulté de générer des maillages adaptés aux exigences des modules de diffusion des impuretés dans un substrat de silicium et d'oxydation de ce substrat. Ce mémoire fait l'inventaire des contraintes que ces modules entraînent sur le maillage d'une structure, et propose un éventail de solutions. Enfin, il décrit les outils que nous avons implantés pour générer et modifier des maillages tétraédriques, conformes, isotropes, à l'aide du critère de la sphère vide de Delaunay. Une attention particulière est portée au respect des frontières qui définissent les volumes à mailler.

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Mareel, Delphine. "Amélioration des propriétés optiques des fibres de verre utilisées en télécommunication". Paris, ENMP, 2005. http://www.theses.fr/2005ENMP1439.

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Les fibres optiques sont très utilisées en télécommunication. L'étude du procédé de fabrication de ces fibres de verre est très importante compte tenu des qualités de transmission que l'on veut obtenir. Cette étude présente la modélisation du procédé de fabrication des fibres de verre. Un premier modèle 1D est le support d'une analyse de stabilité linéaire. Celle-ci permet de prédire l'apparition d'instabilités hydrodynamiques au cours du fibrage. Nous montrerons l'influence des conditions de fabrication sur la stabilité du procédé. Un second modèle, 3D celui-ci, permet de faire de la simulation directe grâce au logiciel Rem3D développé au CEMEF. Du fait des forts taux d'étirage imposés à la fibre, les variations de diamètre sont très importantes donc l'utilisation de l'adaptation de maillage est indispensable à l'obtention de résultats exploitables. Nous présentons dans cette thèse la méthode d'adaptation de maillage utilisée dans le code et les avantages de son utilisation. Les difficultés de la simulation sont d’une part que le matériau est multicouche ce qui a été pris en compte dans ce travail. D’autre part, les propriétés thermiques du verre font intervenir des termes de rayonnement dans l’enceinte de four qui sont particulièrement difficiles à modéliser. Cette thèse met en évidence ces difficultés de modélisation et donc d’intégration dans le code des échanges thermiques. Les résultats présentés prennent en compte un coefficient d’échange thermique équivalent basé sur des relevés expérimentaux. La simulation peut encore être améliorée mais les résultats sont très encourageants
The optical fibres are very much used in telecommunication. The study of the manufactoring process of these glass fibres is very important taking into account qualities of transmission which one wants to obtain. This study presents the modeling of the manufactoring process of glass fibres. A first model 1D is the support of a linear analysis of stability. This one makes it possible to predict the appearance of hydrodynamic instabilities during fibre drawing. We will show the influence of the conditions of manufacture on the stability of the process. A second model, 3D this one, makes it possible to make direct simulation thanks to the Rem3D software (developed by the CEMEF). Because of the strong rates of drawing imposed on fibre, the variations of diameter are very important thus the use of the adaptation of grid is essential to obtaining useable results. We present in this thesis the method of adaptation of grid used in the code and the advantages of its use. The difficulties of simulation are on the one hand that the material is multi-layer what was taken into account in this work. In addition, the thermal properties of glass utilize terms of radiation in the enclosure of furnace which are particularly difficult to model. This thesis highlights these difficulty of modeling and thus of integration in the code of heat exchange. The results presented take into account a coefficient of heat exchange are equivalent based on experimental statements. Simulation can still be improved but the results are very encouraging

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Lovas, Laszlo. "Etude des relations entre le comportement et la fabrication des synchronisateurs des boîtes de vitesses manuelles". Lyon, INSA, 2004. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2004ISAL0017/these.pdf.

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Les synchronisateurs assurent le changement de vitesses dans les boîtes de vitesses manuelles. Leur structure, leur fonctionnement, et des problèmes de fonctionnement sont présentés à travers le synchronisateur de type Borg-Warner. Des modèles mathématiques des phénomènes applicables à la description du fonctionnement sont recueillis, puis incorporés dans un logiciel de simulation numérique. Les résultats de la simulation, confrontés aux résultats de mesures sur banc d'essais de fonctionnement de synchronisateur, permettent d'expliquer les origines de la deuxième bosse d'effort de changement, phénomène clé pour l'agrément de passage de vitesses. De même, les simulations mettent en relief le rôle du comportement dynamique du synchronisateur. Le stick-slip, facteur d'excitation interne, a un effet décisif sur la définition de l'instant de la fin de l'interdiction de passage. La discussion des résultats permet de proposer des améliorations d'intérêt pratique
Synchronizers allow gear changing in manual gearboxes. Their structure, their behaviour as well as problems of behaviour are presented using the Borg-Warner type synchroniser. Mathematical models of phenomena which can be used for description of the behaviour are collected, and then included in numerical simulation software. Simulation results, compared to measured data on synchronizer test rig, allow explaining reasons of the double bump, key phenomenon for the feel of gear changing. Then, simulations highlight the importance of the dynamical behaviour of the synchronizer. Stick-slip, as a main component of the internal excitation, determines the moment of the end of the indexing phase. Discussion of the results permits to suggest improvements of practical use

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Deloule, Françoise. "Aide à la conception d'un atelier flexible : modélisation - simulation - dimensionnement". Lyon, INSA, 1987. http://www.theses.fr/1987ISAL0058.

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L'atelier flexible est un outil de production performant de plus en plus nécessaire aux entreprises qui veulent rester compétitives. Sa conception est complexe. Nous avons donc, dans un premier temps, recherché les méthodes et outils existants, nécessaires aux différentes phases de son élaboration et aux différents aspects qu'il revêt. Un Atelier Flexible se compose d'un système sous-ensembles inter-dépendants. Nous avons choisi comme cadre, MERISE, méthode de conception qui s'adapte bien aux problèmes des Ateliers Flexibles. Dans un deuxième temps, nous avons centré notre recherche sur le problème posé par le dimensionnement du système physique de l'atelier. De ses caractéristiques dépendent en effet sa capacité de production en terme de quantité, qualité et rapidité d'élaboration du produit. Modélisation et simulation s'avèrent alors indispensables et complémentaires pour cerner le problème et apporter des réponses au problème complexe posé par l'imbrication des incidences des variations des différents paramètres qui entrent en jeu. D'autre part, elles permettent de définir les éléments nécessaires à l'élaboration des cahiers des charges établis pour les choix de matériel. Nous proposons donc une démarche structurée pour utiliser au mieux la simulation et pour franchir les différentes étapes du dimensionnement afin d'obtenir une solution finale correcte et optimisée par rapport à certains critères. Elle apporte donc une aide appréciable à la conception d'un Atelier Flexible
The flexible manufacturing system is a production concept indispensable for the enterprise which wants to stay competitive. A Flexible Manufacturing System consists of three sub-systems : physical system, information system and pilot system. It's conception is complex. First, we have surveyed the existing methods and tools used in the different phases of it s elaboration from the different view points. We have chosen the method MERISE as a conception tool because it is adequate for the problems of Flexible Manufacturing System. In the second time, we have centred our research on the evaluation of parameters of the physical system of the workshop. It' s product capacity, in term of quantity , quality and rapidity of product elaboration, depends on these parameters. Modelling and Simulation seem to be indispensable and comp elementary to solve the problem and to answer the complex problem given by the impact of the variation of the different parameters. On the other side, they permit to define the required specification elements for the choices of machines. We propose also a structured process for the best use of simulation and evaluation of parameters in order to obtain a correct and optimal solution according to some criteria. It brings a considerable contribution in conception of Flexible Manufacturing System

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Caprion, Didier. "Etude de verres modèles par dynamique moléculaire : structure et dynamique". Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20086.

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Dans ce travail, nous avons tente d'apprehender certains problemes propres aux verres et plus particulierement aux verres dits fragiles en simulant des verres modeles par dynamique moleculaire classique. Tout d'abord, nous avons rappele quelques proprietes generales des verres et les principaux modeles structuraux et dynamiques de l'etat vitreux. Dans un deuxieme temps, nous avons introduit le modele des spheres molles et les methodes de simulation numerique auxquels nous avons eu recours lors de ce travail. La troisieme partie est consacree a l'etude structurale des verres modeles, et plus particulierement a la structure locale, etudiee a l'aide des cellules de voronoi. Ainsi avons-nous mis en evidence une vitesse de trempe ideale assurant un maximum de stabilite du verre par rapport a la cristallisation a basse temperature. A plus haute temperature, le systeme presente une tendance maximale a la cristallisation pour des temperatures proches de la temperature de transition vitreuse. Enfin, nous nous sommes interesse a la dynamique des verres modeles en projetant les vitesses sur un ensemble d'ondes planes. A basse temperature, nous avons pu relier les caracteristiques du spectre de phonons a l'etendue spatiale de l'ordre vitreux en fonction de la vitesse de trempe.

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Issa, Mazen. "Modélisation et simulation numérique des procédés de fabrication sous conditions extrêmes". Troyes, 2010. http://www.theses.fr/2010TROY0004.

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Cette thèse propose une méthodologie numérique pour la modélisation et l’optimisation numérique des procédés de fabrication à grandes vitesses. Cette méthodologie numérique s’appuie sur un modèle thermo-élasto-visco-plastique avec écrouissages mixtes (cinématique et isotrope) avec différents niveaux de couplage aux effets de l’endommagement et de l’adoucissement thermique. Pour cette étude, nous avons étudié la sensibilité d’un coefficient de frottement de type coulomb sur le comportement thermomécanique. Le schéma de résolution dynamique explicite a été choisi pour résoudre le problème d’équilibre et un schéma d’intégration implicite est utilisé pour résoudre le modèle de comportement locale. Pour s’affranchir des problèmes de distortions du maillage et simuler la propagation d’une fissure, une méthodologie numérique basée sur des étapes de remaillage est proposée. Différents estimateurs d’erreurs sont utilisés pour adapter la taille des éléments en fonction de divers gradients thermomécaniques (déformation plastique cumulée, endommagement, dissipation plastique) afin d’améliorer les effets de localisation et l’évolution des divers bandes de cisaillement. Cette méthodologie est étudiée et validée sur divers exemples simples et dans le cas de la simulation de procédé industriels à grandes vitesses
This thesis proposes a methodology for numerical modelling and numerical optimization of high speed manufacturing processes. This numerical methodology is based on a thermo-elasto-visco-plastic model with mixed hardening (kinematic and isotropic) and different levels of coupling effects of damage and thermal softening. For this study, we investigated the sensitivity of coulomb friction coefficient on the thermomechanical behaviour. A dynamic explicit resolution scheme has been chosen to solve the equilibrium problem and an implicit integration scheme is used to solve the local behaviour model. To overcome the mesh distortions problems and simulate the propagation of cracks, a numerical methodology based on steps of remeshing is proposed. Different error estimators are used to adjust the size of the elements according to various thermomechanical gradients (cumulative plastic deformation, damage, plastic dissipation) to enhance the effects of localization and evolution of various shear bands. This methodology is studied and validated on various simple examples and on the case of high speeds industrial process simulation

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Moura, Luis Mauro. "Identification des propriétés radiatives des matériaux semi-transparents diffusants en situation de non-symétrie azimutale du champ radiatif". Lyon, INSA, 1998. http://theses.insa-lyon.fr/publication/1998ISAL0059/these.pdf.

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Ce mémoire de thèse présente une formulation d'un problème radiatif en situation de non-symétrie azimutale du champ radiatif appliquée à l'identification des propriétés radiatives (épaisseur optique, albédo et fonction de phase) des matériaux fibreux et des mousses. Une géométrie monodimensionnelle a été considérée. La solution numérique de l'équation du transfert radiatif est basée sur la méthode des ordonnées discrètes appliquée à un volume de contrôle. Une nouvelle quadrature spatiale est proposée. La quadrature est adaptée aux conditions expérimentales, en permettant d'avoir un nombre maximal de points selon les directions susceptibles d'être explorées par le dispositif expérimental. Le programme développé permet de considérer différentes situations expérimentales. De ce fait, cinq stratégies expérimentales sont analysés de manière à déterminer la plus performante pour l'identification des propriétés radiatives des matériaux considérés. L'identification des propriétés radiatives est réalisé à partir des. .
This work is focused on identification methodology for thermal radiation properties of dispersed media with non-azimuthal symmetry of the radiation field. The properties identified are the optical thickness, the albedo and three parameters of the phase function. The radiative transfer equation is solved numerically by a finite volume discrete ordinate method. A new non-azimuthally quadrature is proposed. The ad hoc quadrature allows the experimental directional measurement considerations. The experimental device is the combination of Fourier transform infrared spectrometer and a goniometer device which allows the bidirectional transmittance and reflectance measurements. The radiative properties have been determined by the minimisation of the quadratic error between the measured and calculated bidirectional transmittances and reflectances. Measurements are performed for oblique incident beam in the range from 0 and 40 degrees. Results are presented to fiber glass and foam insulation in the 1,5 µm to 15 µm wave

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Benzaoui, Abderrahmane. "Simulation numérique des écoulements de Poiseuille-Rayleigh-Bénard : application aux procédés de fabrication de couches minces par CVD". Université de Marne-la-Vallée, 2006. http://www.theses.fr/2006MARN0323.

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Nous proposons une étude numérique des écoulements de Poiseuille-Rayleigh-Bénard (convection mixte en canal rectangulaire horizontal chauffé par le bas). Nous étudions en particulier les régimes de rouleaux longitudinaux et sinueux. Nous montrons que les rouleaux sinueux sont très peu observés expérimentalement car ils sont convectivement instables vis-à-vis des rouleaux longitudinaux. Nous analysons finement l’influence d’excitations mécaniques sinusoïdales et aléatoires sur le développement et la dynamique des rouleaux sinueux. L’effet de ces régimes thermoconvectifs sur la forme des dépôts dans les réacteurs rectangulaires de CVD thermiques est étudié. Nous montrons que la présence de régimes de rouleaux sinueux ou chaotiques dans ces réacteurs permet d’améliorer l’uniformité des dépôts obtenus. Cette étude est réalisée à l’aide d’un code numérique 3D résolvant les équations de Navier-Stokes, pour un mélange binaire, avec une condition de paroi réactive pour simuler les dépôts
We propose a numerical study of Poiseuille-Rayleigh-Bénard flows (mixed convection in horizontal rectangular channel heated from below). We study in particular the longitudinal and wavy thermoconvective roll patterns. We show that wavy rolls are rarely observed in experiments because they are a convective instability of longitudinal rolls. We finely analyse the influence of sinusoidal and random mechanical excitations on the development and on the dynamic of the wavy rolls. The influence of these thermoconvective flows on the shape of the deposited films in the rectangular thermal CVD reactors is studied. We show that the presence of the wavy or chaotic roll patterns in these reactors improve the uniformity of the deposited film. This study is carried out using a numerical code that solves the 3D Navier-Stokes equations, for a binary mixture, with a reactive wall condition to simulate the depositions

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Nicolas, Cyril. "Développement d’une méthode pour qualifier la déformation d’un produit issu d’un traitement thermique : approche experimentale et numérique". Paris, ENSAM, 2009. http://www.theses.fr/2009ENAM0018.

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La déformation en traitement thermique est associée à des mécanismes complexes du fait de l’interaction d’un grand nombre de paramètres technologiques et physiques. Dans ce contexte, la méthode développée dans ces travaux de thèse définit un cadre générique pour étudier l’influence de ces paramètres sur la déformation d’un produit. Cette méthode comporte trois facettes d’intérêt. La première est la qualification de la déformation au moyen de signatures géométriques 3D significatives, choisies pour leur réalité physique : les phénomènes de déformations. Ceux-ci sont ensuite quantifiés et leur pertinence est évaluée par un indicateur de niveau de confiance. La deuxième facette de la méthode est la possibilité de confronter directement les résultats expérimentaux et ceux issus de la simulation numérique. La prédiction de la déformation est ainsi vérifiée en comparant les amplitudes des signatures géométriques. La troisième et dernière facette est la compréhension des mécanismes de la déformation. Elle s’effectue par le suivi des amplitudes des phénomènes de déformations en fonction des effets thermiques, métallurgiques et mécaniques survenant lors du traitement thermique. Appliquée à l’éprouvette croissant, la méthode a permis d’illustrer l’influence de deux paramètres sur la déformation : la nuance d’acier et le milieu de trempe. Pour cela, les phénomènes de déformations ont été séparés en deux catégories : la première correspond à la variation homogène des dimensions dues aux effets thermomécaniques, la seconde, à la partie hétérogène due aux effets métallurgiques et mécaniques. L’application de la méthode à un cas issu de la simulation numérique 3D a révélé la prédiction satisfaisante des signatures géométriques, y compris celles locales. Les investigations numériques ont permis d’appréhender les mécanismes de la déformation du croissant et de mettre en évidence la forte sensibilité de certains phénomènes de déformations face à la variation des paramètres expérimentaux, utilisés comme données initiales dans les simulations
Nowadays, heat treatment distortion is still difficult to control because of the lack in the corresponding mechanisms comprehension. Indeed, many technological and physical parameters are involved in the distortion formation and evolution, their coupled effects influencing the final results in a complex manner. In this context, the developed method defines a background suitable to study the influences of all parameters on a part distortion. This method is threefold. One point refers to the distortion significant components identification related to specific 3D part geometry: “distortion phenomena”. They are quantified and their accuracy is evaluated using reliability indicators. The second point concerns the comparison of the experimental results with the numerical simulation ones. The numerical simulation prediction of the distortion is investigated by comparing the magnitudes of the distortion significant components. The third point is focused on the distortion mechanisms comprehension. The thermal, metallurgical and mechanical effects on each “distortion phenomenon” magnitude are examined in order to dissociate their influences on the final distortion results. Applied to the C-ring specimen, the developed method allows us to analyze the influence of two parameters on distortion: steel grade and quenching media. Two categories of "distortion phenomena" were detached: homogeneous dimensional variation due to the thermomechanical effects and heterogeneous dimensional variation due to the metallurgical and mechanical effects. Furthermore, the method was adapted to the analysis of numerical simulation results. Thus, distortion numerical simulation results were compared to the experimental ones. A good prediction is obtained for the distortion significant components, even for the local ones. Investigating the numerical simulation results allowed us to understand the distortion mechanisms and to highlight the strong sensibility of some “distortion phenomena” to the experimental parameters variation, used as initial data for simulation

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Grégoire, Sébastien. "Identification du coefficient de transfert de chaleur à l'interface verre-outils de formage et prise en compte dans la modélisation par éléments finis des procédés de formage de verre". Valenciennes, 2006. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/1a90a845-753e-4c73-ac24-b96061e4a3e2.

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Réussir la mise en forme du verre passe par la maîtrise des températures lors de l’opération de formage. L’échange thermique entre le verre et les outils de formage durant le procédé est un des paramètres qui, en pratique comme en simulation, influe sur les niveaux de température. Dans cette perspective, un essai laboratoire est développé pour déterminer le coefficient de transfert de chaleur hc entre le verre et les outils de formage dans des conditions variables en termes de matériaux, de pressions, de températures et de lubrification. A partir de la recherche d’une position optimale des thermocouples dans le poinçon, l’évolution de hc sur les premières secondes de contact est identifiée par méthode inverse à l’aide d’une modélisation Différences Finies en conduction thermique instationnaire. Le développement d’un élément de contact permet, en relation avec les niveaux de pression et de température, d’intégrer les valeurs de hc identifiées dans la simulation par la Méthode des Eléments Finis de la mise en forme du verre. Un des points originaux de ces travaux est l’analyse de l’impact de la lubrification sur hc identifié et sur les températures calculées dans le verre et dans les outils de formage lors de la mise en forme par procédé soufflé-soufflé et pressé-soufflé
A laboratory testing is developed to determine the heat transfer coefficient hc between the glass and the forming tools under variable conditions in terms of material properties, pressures, temperatures and lubrication. From the research of the optimal position of the thermocouples inside the punch, the evolution of hc during the first second of contact is identified by inverse method using a non stationary thermal conduction model by Finites Differences method. The development of a contact element allows, in relation with the pressure and the temperature levels, the integration of the identified hc in the simulation of glass forming by Finite Elements Method. One of the original points of this work is the analysis of the impact of lubrication on identified hc and on the temperatures inside glass and inside the forming tools during the forming of a blow-blow and a press-blow process

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Barakat, Oussama. "Contribution à la modélisation et à la simulation orientée objet des systèmes flexibles de production". Besançon, 1991. http://www.theses.fr/1991BESA2017.

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La complexité croissante des systèmes flexibles de production manufacturière implique le recours à un modèle de référence dans les diverses phases du cycle de vie des installations: conception, évaluation, programmation des lois de commande, exploitation. Les objectifs de ce travail sont d'une part de contribuer à la conceptualisation complète de la problématique de production - posée dans le contexte de l'assemblage flexible - d'autre part, de montrer la pertinence de l'approche orientée objet pour révéler la sémantique du modèle d'un atelier. Une première partie du mémoire est consacrée à la modélisation du processus de fabrication mariant l'implication des produits, des outils et des équipements. Par différentes démarches d'agrégation et d'abstraction, on introduit des principes de structuration permettant d'aborder la complexité et d'adapter le modèle aux attentes. La seconde partie développe un modèle générique d'organisation et de conduite des ateliers de production. On y propose une structure d'accueil, modulaire et hiérarchisée, des règles de conduite - réactives ou non - qui confère au modèle une sûreté de mise au point et une évolutivité accrues. L'une des applications immédiates de cette approche est la réalisation de simulateurs d'ateliers à partir de langages orientés objet, thème du dernier chapitre que l'on applique enfin à une étude de cas.

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Nguyen, Kim Thanh. "Optimisation et conception d’une prothèse de membre inférieur : matériaux, simulations et prototypage". Thesis, université Paris-Saclay, 2021. http://www.theses.fr/2021UPAST046.

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Il est proposé dans ce travail de doctorat de développer une conception optimale adaptée à la fabrication additive, y compris en utilisant des matériaux composites et en développant des méthodes pour caractériser les matériaux/structures réalisés (banc de test, simulation éléments finis). Ce travail pourra alors être appliqué pour concevoir une prothèse pour membre inférieur, répondant aux exigences en termes de résistance des matériaux et de compatibilité/interaction avec l'humain. Les simulations éléments finis seront réalisées pour améliorer la conception et tester la structure sous différents cas de charge.Les travaux reposent sur des simulations numériques mais aussi sur des expériences. Aujourd'hui, les simulations numériques se sont fortement développées parallèlement à la fabrication additive et à la science des matériaux. Ces nouvelles méthodes permettent d’innover dans la domaine de la conception des prothèses. Par exemple, la combinaison de la simulation numérique et de l'optimisation associée à l’utilisation de matériaux innovants, peut permettre de concevoir des systèmes prosthétiques avec les propriétés souhaitées pour recouvrir les fonctions dégradées du patient.Des travaux expérimentaux sont menés afin d'identifier l'interaction entre l'emboîture prothétique et le moignon. La pression de contact de la souche et la contrainte de la douille sont mesurées à l’aide du circuit électronique. L'emboîture prothétique est fabriquée en utilisant une technique de fabrication additive. Le modèle du moignon est également conçu et fabriqué sur la base de la fabrication additive. Une couche de silicone de 1 cm d'épaisseur est placée sur la surface externe du modèle de moignon pour reproduire la peau humaine
It is proposed in this PhD work to develop an optimal design of a prosthetic part suitable for additive fabrication, based on material engineering and structural design, as well as manufacturing and testing/characterization. The objective is to find a way to obtain a functional prosthesis satisfying all the operational requirements in terms of material strength and human/structure matching. Finite element-based simulations will also be carried out to help in the design process.The work focuses first on numerical simulations than on experiments. Today, numerical simulations have developed strongly alongside additive manufacturing and materials science. These new methods make it possible to innovate in the field of prosthesis design. For example, the combination of numerical simulation and optimization associated with the use of innovative materials, allow designing prosthetic systems with the desired properties to cover the degraded functions of the patient.Experimental work is carried out to identify the interaction between the prosthetic socket and the stump. The stump’s contact pressure and the socket’s stress are measured by using the electronic circuit. The prosthetic socket is fabricated by using additive manufacturing technique. The stump model is also designed and manufactured based on additive fabrication and a 1cm-silicone layer is added on the outer surface of the stump.Keyword: FE Simulation, Additive Fabrication, Composites, Optimization

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Filion, Guillaume. "Fabrication virtuelle et expérimentale de tubes d'aluminium de formes complexes par hydroformage". Master's thesis, Université Laval, 2011. http://hdl.handle.net/20.500.11794/22228.

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L'utilisation de modèles numériques de procédés de mise en forme des matériaux est devenue une nécessité dans la conception et la fabrication de composants évolués. De plus, les geometries de ces composants sont de plus en plus complexes et demandent l'utilisation de procédés avancés comme l'hydroformage. Le présent mémoire fait état des différentes étapes effectuées pour produire une pièce majeure de la structure d'un banc d'autobus. Pour ce faire, des outils numériques et expérimentaux ont été créés pour les étapes de cintrage et d'hydroformage. Une méthodologie est aussi proposée pour l'optimisation du procédé d'hydroformage en utilisant le module LS-Opt. De nombreuses simulations ont été effectuées pour l'alliage d'aluminium 6061 à l'état recuit (O) et à l'état brut de livraison (F).

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Li, Chen. "Simulation numérique de la fabrication de composites à renfort fibreux 3D par le procédé d'infusion". Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30168.

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La fabrication des pièces composites structurales aéronautiques nécessite l'utilisation de renforts complexes et notamment des renforts tridimensionnels. Le procédé d'infusion permettrait la fabrication de ces pièces tout en maîtrisant leur qualité et les coûts. L'objectif de la thèse est de développer un modèle, à différentes échelles, de l'écoulement de résine à travers le réseau fibreux du renfort et de proposer une simulation numérique plus fine du procédé d'infusion. L'influence des structures de renfort 2D et 3D, sera ainsi étudié aux différentes échelles : micro (intra-mèches), méso (inter-mèches)et macro(renfort, pièce)
The manufacture of composite aeronautical structural parts requires the use of more complex reinforcements, especially the 3D reinforcements. Resin infusion is the key process of Liquid Composites Molding (LCM) which will determine the quality and cost of the parts. The target of this thesis is to develop models at different scales of fibrous network of the reinforcement and to propose a finer numerical simulation of the infusion process. The influence of the 2D and 3D reinforcement structures on the infusion process will be studied at the different scales: micro (intra-tow), meso (inter-tows) and macro (reinforcement, part)

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Carle, Marc-André. "Simulation et conception d'heuristiques efficaces pour un problème d'assemblage de planchers". Thesis, Université Laval, 2008. http://www.theses.ulaval.ca/2008/25410/25410.pdf.

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Gourichon, Boris. "Analyse expérimentale et modélisation des mécanismes de génération de micro-vides en moulage RTM de composites organiques". Lille 1, 2005. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2005/50376-2005-126.pdf.

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Le moulage RTM est un procédé de fabrication très répandu pour la fabrication de pièces en matériaux composite. Une méthode expérimentale de mesure des taux de micro-vides pour des écoulements unidirectionnels a été développée. Les cinétiques de création et d'éliminations des micro-vides ont été mesurées pour un renfort fibreux. Les résultats présentés montrent l'existence d'une fenêtre de procédé pour des débits d'injection élevés adaptée aux applications nécessitant des cadences de production élevées. Un modèle numérique de prévision du taux de micro-vides a été développé intégrant les constatations expérimentales. Les résultats sont en bon accord avec l'expérience et permettent d'obtenir les cartographies de taux de micro-vides locaux. De plus, ces travaux montrent qu'une analyse expérimentale rigoureuse est nécessaire à la détermination de paramètres physiques du renfort influençant fortement la précision des résultats.

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Matei, Mihaita. "Développement d'outils intégrés pour la fabrication virtuelle de produits en aluminium et en acier par hydroformage de tubes pour l'industrie aéronautique". Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/27857/27857.pdf.

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Rharmaoui, Ahmed. "Contribution à la représentation des objets et des métiers industriels : application à la conception-préparation à la fabrication". Montpellier 2, 1993. http://www.theses.fr/1993MON20201.

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Cette these presente une nouvelle approche de modelisation du produit et de son processus de conception a un tres haut niveau d'abstraction fondee sur la connaissance et le savoir-faire des differents metiers intervenant dans ce processus. Nous presentons d'abord, un etat de l'art des travaux concernant la modelisation d'un produit. Parmi les nombreuses approches proposees, nous distinguons celles qui tendent a unifier le processus de conception en particulier la modelisation basee sur les caracteristiques (features). Nous introduisons ensuite notre approche, appelee modelisation conceptuelle, et definie en termes d'operations de conception permettant de satisfaire un besoin fonctionnel de haut niveau. Nous proposons une representation de ces operations de conception par des operations parametrees structurees par des n-graphes pour gerer la connaissance associee. Nous presentons par la suite le modele de conception et le modele produit. Le travail realise dans cette these a contribue a specifier un environnement de conception organise autour d'une base de regle et d'une base d'operation de conception. Il a abouti a une architecture originale dediee a une activite multi-metier ou chaque concepteur est assiste d'une maniere interactive et controlee dans la realisation de sa tache. Enfin, nous presentons une application industrielle dans le domaine de l'aeronautique qui a permis de valider les concepts utilises dans notre approche. Il s'agit precisement de la conception-preparation a la fabrication des revetements d'avion

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Chabot, Alexia. "Méthodologie de monitoring multiphysique des procédés DED : développement par une démarche expérimentale". Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2020. http://www.theses.fr/2020ECDN0022.

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Resumen

La Fabrication Additive métallique apporte de nouvelles possibilités de fabrication et de liberté de conception des pièces fonctionnelles métalliques par rapport aux procédés conventionnels. En particulier, les technologies Direct Energy Deposition (DED), notamment les procédés Laser Metal Deposition (LMD) et Wire-Arc Additive Manufacturing (WAAM) fusionnent directement la matière et la déposent couche par couche pour réaliser une pièce. Actuellement, ces procédés sont majoritairement mis en œuvre en boucle ouverte. Ainsi, l’obtention d’une pièce conforme aux exigences du cahier des charges résulte le plus souvent d’une méthode essai-erreur. Afin d’améliorer la maitrise des procédés DED et de s’affranchir de cette méthode essai-erreur, la simulation numérique et le monitoring sont les principales pistes investiguées dans la littérature. Cette thèse propose une méthodologie générique de monitoring multiphysique, basée sur quatre boucles de contrôle indépendantes et pouvant être mises en œuvre simultanément. Ces boucles de contrôle se focalisent sur la température, la géométrie et la santé matière de la pièce, ainsi que sur le Stick Out. Dans ces travaux, les boucles de contrôle ont été principalement implémentées sur le procédé WAAM. Un soin particulier a été porté sur leur développement pour rendre ces boucles de contrôle adaptables au procédé LMD. Parallèlement à ces travaux, certains outils numériques existants ont été évalués dans l’optique d’être intégrés dans l’environnement de fabrication aux côtés du monitoring. Cette thèse s’inscrit dans le cadre du laboratoire commun Joint Laboratory of Marine Technology regroupant Naval Group et Centrale Nantes
Additive Manufacturing (AM) is a promising technology compared to subtractive processes, in terms of cost or freedom of manufacturing functional parts. Among the AM techniques, Laser Metal Deposition (LMD) and Wire-Arc Additive Manufacturing (WAAM), included in the Direct Energy Deposition (DED) processes, manufacture parts by directly melting the material in a layer-by-layer maner. Those processes are currently mainly operated in open-loop. Thus, an acceptable part regarding the specified specifications is often the result of a trial-and-error method. In order to improve DED processes performances and to get rid of this trial-and-error method, monitoring and numerical simulation are the most widely investigated solutions. These PhD works propose a generic multiphysic monitoring methodology, based on four independant control loops which can be operated simultaneously. Those control loops are dedicated to the part temperature, geometry, and structural health, and the Stick Out. In these PhD works, control loops have been mainly implemented on the WAAM process, and a specific attention has been devoted to their developments to ensure their applicability to the LMD process. Concurrent to these monitoring develoments, an evaluation of some existing numerical tools has been conducted, in order to integrate simulation together with monitoring in a manufacturing environement. This PhD project is part of the Joint Laboratory of Marine Techology formed by Naval Group and Centrale Nantes

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Touati, Abdellaziz. "Analyse du retrait et réduction des déformations en stéréolithographie". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1998. http://www.theses.fr/1998INPL041N.

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Resumen

La stéréolithographie est un procédé de fabrication d'objets en polymère base sur la photopolymérisation d'un monomère liquide en polymère solide à l'aide d'un faisceau laser. Une des limitations de ce procédé est due au phénomène du retrait pendant la polymérisation qui entraine une imprécision sur la dimension des pièces. Notre étude concerne la compréhension du phénomène du retrait. Celui-ci dépend de la cinétique de la réaction de polymérisation, de la contraction volumique, mais aussi du temps mis pour balayer une ligne de monomère. En effet, un balayage lent entrainera moins de retrait qu'un balayage rapide car la majorité du retrait est compensée pendant l'irradiation de l'échantillon. Nous avons utilisé cette constatation pour déterminer une stratégie de remplissage de couches basée sur deux paramètres : motifs de remplissage et segmentation des lignes. Afin de nous rapprocher des conditions réelles des pièces fabriquées par stéréolithographie, nous avons optimisé le balayage pour réduire l'interaction entre les couches. Cette procédure minimise la déformation engendrée par le contact de deux couches successives. Les résultats indiquent que nous pouvons réduire significativement les déformations à l'aide de nouveaux motifs de remplissage. De plus, une simulation de ces déformations, à l'aide d'un modèle géométrique, a permis de décrire la déformation d'un voxel isolé ou en interaction avec son voisin. Cette simulation permet de décrire la relaxation d'une ligne au cours du balayage et de montrer que la déformation augmente en fonction du temps. Les résultats de cette simulation sont en accord avec les observations expérimentales concernant la déformation d'une poutre : le balayage alterne évite la propagation de la déformation (effet mémoire) et minimise l'interaction entre les éléments irradiés, c'est-à-dire les tensions internes générées. L’ensemble des études expérimentales, de modélisation et de simulation permet actuellement de mieux contrôler la précision des pièces fabriquées par stéréolithographie

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Kiba, Téwendé Jean-Etienne Arthur. "Simulation et optimisation du transport automatise dans la fabrication de semi-conducteurs". Thesis, Saint-Etienne, EMSE, 2010. http://www.theses.fr/2010EMSE0582/document.

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Composants essentiels de tout ordinateur, les semi-conducteurs sont utilisés dans de nombreux secteurs. Les percées technologiques dans ce domaine imposent un rythme vertigineux aux industriels. Tous les deux ans environ, la capacité des puces est doublée et leur prix est divisé par deux. Le diamètre des plaquettes de silicium augmente et, regroupées en lots, les plaquettes sont plus lourdes à transporter. Les systèmes automatiques de transport (AMHS) se présentent comme une excellente alternative. Le prix très élevé des équipements de production fait que l’objectif est de saturer les capacités de production. Pour y parvenir, il est important que le système de transport et de stockage garantisse que les machines n’attendent pas des lots disponibles, et aussi que les lots n’attendent pas une machine disponible.Dans la littérature, la complexité du problème (jusqu’à 700 étapes de fabrication, flux réentrants, etc.) fait que les études de modélisation du transport se font avec de fortes hypothèses sur la production ou inversement. Pourtant, le transport est un service pour la production. Cette thèse propose une approche de modélisation permettant d'intégrer le plus fidèlement possible les contraintes de transport, production et stockage, afin d'améliorer les indicateurs clés de la production. Une analyse détaillée du système a permis de construire un modèle de simulation à événements discrets. Enfin, après une validation industrielle, l'étude complète du modèle a permis d'analyser les paramètres critiques de gestion du transport. Les résultats permettent une meilleure compréhension du système et mettent en exergue d'intéressantes perspectives de recherche
Essential components of all computers, semiconductors are widely used in many sectors. Quick advances in these technologies force a challenging rhythm to manufacturers. Following the Moore’s Law, chip capacity doubles approximately every two years and prices are divided by two. Thus, the increase of the diameter of wafers to 300 mm makes them heavier to transport in lots. Automated Material Handling Systems (AMHS) are an excellent alternative to tackle this problem. Because of the high price of production equipment, the goal is to use production capacity as much as possible while avoiding to keep too much inventory. To reach this goal, it is important that the transportation and storage system ensures that machines do not wait for available lots, and also that lots do not wait for available machines. In the literature, due to the problem complexity (up to 700 steps, re-entrant flows, etc.), the modeling of transportation is made with strong assumptions on the production or vice-versa. However, transport is a service for production. This thesis aims at providing a modeling approach that allows the integration in details transport, production and storage constraints, in order to improve production key indicators. A detailed understanding of the system allows us to build of a discrete event simulation model which is, in our point of view, the best compromise between the necessary level of details and computational times. Finally, through industrial validations, the complete study of the model allows critical parameters of transport management to be analyzed. The results help to get a better understanding of the system and open interesting research perspectives

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Chu, Thi-Xuan. "Fabrication et caractérisation de populations de microcapsules avec une technique microfluidique". Compiègne, 2011. http://www.theses.fr/2011COMP1959.

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Nous avons développé une méthode d’analyse inverse qui combine une technique microfluidique et une simulation numérique afin de déterminer le module de cisaillement de populations de microcapsules. Cette méthode est simple et permet de discriminer des populations de microcapsules d’ovalbumine fabriquées à différentes conditions physicochimiques (pH et temps de réticulation). Notre méthode a montré que les propriétés mécaniques de la membrane étaient corrélées au degré de réticulation induit lors de la fabrication. Nous avons également conçu un microsystème permettant de fabriquer et caractériser en ligne les microcapsules. Ce microsystème est composé de trois parties. La première partie est composée de deux jonctions Y successives (flow-focusing) contrôlant la fabrication de goutte puis l’injection de l’agent réticulant. La seconde est un serpentin contrôlant le temps de réticulation des microcapsules. Enfin, la troisième partie est un microcanal cylindrique qui permet la caractérisation en ligne des propriétés mécaniques des microcapsules. Nous avons montré que la taille des gouttes augmentait avec le rapport de débit des phases continue et dispersée, mais qu’elle ne changeait pas avec le débit de la phase de réticulation. La réticulation in situ a pu être mise en évidence par des plissements sur les membranes. Enfin, les propriétés mécaniques ont été extraites avec succès démontrant le potentiel de notre approche
We have developed an inverse analysis method that combines a microfluidic technique with a numerical simulation to determine the shear modulus of microcapsule populations. This method is simple and allows the discrimination between various microcapsule populations made of cross-linked ovalbumin membranes that are fabricated at different physico-chemical conditions (pH and time of reticulation). Our method showed that the mechanical properties of the microcapsule membrane were correlated with the degree of reticulation used during the fabrication. We also designed a microsystem for online fabrication and characterization of microcapsules. The microsystem is divided in three parts. The first part consists of two successive Y junctions (flow-focusing) controlling the droplet fabrication and the injection of the cross-linking agent. The second is a wavy microchannel controlling the reticulation time of the microcapsules. Then, the third part is a cylindrical microchannel that allows online characterization of mechanical properties of the microcapsule membrane. We have shown that the droplet size increased with the flow rate ratio of continuous and dispersed phases, but did not change with the flow rate of the reticulation phase. The online reticulation has been demonstrated by the crinkles on the membranes. Finally, the mechanical properties were extracted successfully demonstrating the potential of our approach

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Khemiri, Abdelhak. "Approches pour la vérification et la validation des modèles de production : application à une usine de fabrication de semi-conducteurs". Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2020. http://www.theses.fr/2020AIXM0157.

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Aujourd’hui les processus métiers ont une place centrale dans les organisations et la question de leur fiabilité a attiré de plus en plus d’attention aussi bien du côté des industriels que de la communauté scientifique. En effet, une erreur ou un dysfonctionnement dans les modèles de production peut lourdement fragiliser les entreprises. Ce risque se voit exacerbé par l’importance grandissante que prennent l’automatisation et l’informatisation des processus. Ainsi, cette thèse s’intéresse aux problématiques liées à la vérification et la validation des processus et modèles de production d’une usine manufacturière. Pour répondre à ces besoins, deux approches ont été proposées dans le cadre de cette thèse. La première vise à améliorer le modèle informationnel des processus de production au travers d’une approche basée sur l’apprentissage automatique permettant de découvrir les règles qui correspondent au bon paramétrage du modèle informationnel. Une phase d’industrialisation est réalisée au sein d'une usine de fabrication de semi-conducteurs et les résultats obtenus sont présentés. La deuxième contribution concerne l’impact des données dans la perspective fonctionnelle d’un processus métier, qui limite l’utilisation de méthodes classiques de vérification. Ainsi, nous proposons une approche qui combine la simulation à événements discrets et le model-checking. La simulation permet de tirer profit des connaissances des experts dans le but d’identifier un sous-ensemble d’états où une propriété donnée est plus susceptible d’être insatisfaite permettant au model-checking de se concentrer sur ce sous-ensemble. L’approche est testée et validée sur un modèle de réseaux sur puces
Today, business processes have a central place in organizations and the question of their reliability has attracted increasing attention from both industry and the scientific community. Indeed, an error or malfunction in production models can seriously weaken companies. This risk is amplified by the growing importance of process automation and computerization. Thus, this thesis focuses on issues related to the verification and validation of processes and production models of a manufacturing plant. To meet these needs, two approaches have been proposed in this thesis. The first one aims at improving the informational model of production processes through an approach based on machine learning to discover the rules that correspond to the right configuration of the informational model. An industrialization phase is carried out in a semiconductor manufacturing plant and the results obtained are presented. The second contribution concerns the impact of data in the functional perspective of a business process, which limits the use of traditional verification methods. Thus, we propose an approach that combines discrete-event simulation and model-checking. Simulation allows taking advantage of experts' knowledge in order to identify a subset of states where a given property is more likely to be unsatisfied, allowing model-checking to focus on this subset. The approach is tested and validated on a network on-chip model

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Vincent, Marc. "Validation de la simulation de l’astigmatisme : application aux verres progressifs Effect of simulated and real spherical and astigmatism defocus on visual acuity and image quality score Subjective Evaluation of Defocus and Astigmatism Combinations Using Image Simulation in Presbyopes Method of assigning progressive addition lenses based on subjective image quality score". Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASP043.

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La vision à travers un verre progressif est un processus dynamique tout particulièrement en vision de près lors de la lecture. Le porteur est amené à regarder dans les parties latérales du verre. Or ces zones contiennent de l’astigmatisme qui peut être particulièrement gênant. Il existe différents types de verres progressifs qui se caractérisent par une répartition spécifique de l’astigmatisme en périphérie. L’objectif, à terme, serait de permettre une sélection du verre progressif en présentant au futur porteur des images simulées pour lesquelles il devrait donner des notes liées à la qualité de l’image perçue. A l’aide d’un calcul optique (i.e., convolution entre un objet et une fonction d’étalement du point), nous pouvons simuler l’apparence d’une image vue à travers une certaine optique. L’objectif de ce travail est donc de valider la possibilité de simuler la vision à travers un verre progressif et de faire le lien entre qualité de vision et choix du porteur. Dans un premier temps, nous avons comparé la qualité de vision à travers une optique adaptative simulant des défauts sphériques et cylindriques avec des images simulées rendant compte des mêmes défauts optiques. Une différence de qualité de vision entre 20 (i.e. flou sphérique) et 35% (i.e. flou astigmate) entre flou simulé et optique a été observée. Le flou simulé était toujours plus important que le flou optique. Néanmoins, ces différences demeuraient inférieures à la différence cliniquement significative. Dans un second temps, nous avons directement utilisé un verre progressif. Les défauts optiques testées étaient alors des combinaisons sphériques et cylindriques correspondants à des points précis du verre progressif le long de l’axe horizontal passant par le centre optique de vision de près. Nous avons considéré dans la simulation de nos images que le sujet pouvait plus ou moins accommoder. Nous avons observé que l'accommodation jouait un rôle lors de la comparaison entre le flou optique et le flou simulé. Les sujets presbytes semblent capables de produire un faible niveau d'accommodation qui contrebalance une partie de l'effet délétère de l'astigmatisme sur la qualité de l'image. Nous avons ensuite mis en place un dispositif plein champ d’analyse d’un verre progressif conduisant au choix d’un type de verres progressifs par différents porteurs. Parallèlement, nous avons mesuré la qualité de vision (i.e., notation d’images simulées et mesure d’acuité visuelle) le long de l’axe horizontal de vision de près de ces mêmes sujets. Les résultats de cette dernière étude ont montré que l’acuité visuelle n’est pas un bon test pour prédire la qualité de vision à travers des verres progressifs, le test n’a fonctionné que pour 65% des sujets. Au contraire, le test de notation d’images subjectives a permis de prédire le choix final du design pour 90% des sujets. Bien que les résultats statistiques obtenus pour les différentes conditions d’images simulées montrent une réelle différence entre la condition réelle et simulation, nous observons que les images simulées prenant en compte une part d’accommodation (i.e., changement de sphère dans la simulation) sont plus proches de la réalité. L’accommodation semble donc bien jouer un rôle important lorsqu’un astigmatisme est introduit. L’étude de l’accommodation en présence d’astigmatisme permettrait d’optimiser la simulation des images
Vision through a progressive addition lens is a dynamic process especially in near vision when reading. The wearer is led to look into the side parts of the lens. These areas contain astigmatism, which can be particularly annoying. There are different types of progressive addition lenses that are characterized by a specific distribution of astigmatism around the periphery. The objective, in the long term, would be to allow a selection of progressive addition lenses by presenting the future wearer with simulated images for which he or she would have to give notes related to the quality of the perceived image. Using an optical calculation (i.e., convolution between an object and a point spread function), we can simulate the appearance of an image seen through an optic. The objective of this work is therefore to validate the possibility of simulating vision through a progressive addition lens and to make the link between vision quality and wearer choice. In a first step, we compared the quality of vision through adaptive optics simulating spherical and cylindrical defocus with simulated images showing the same optical defects. A difference in vision quality between 20 (i.e. spherical blur) and 35% (i.e. astigmatic blur) between simulated and optical blur was observed. The simulated blur was always greater than the optical blur. These differences were less than the clinically significant difference. In a second step, we directly used a progressive addition lens. The optical defocus tested were then spherical and cylindrical combinations corresponding to specific points of the progressive addition lens along the horizontal axis passing through the near vision optical center. We considered in the simulation of our images that the subject could accommodate. We observed that accommodation played a role when comparing the optical blur with the simulated blur. Presbyopic subjects appear to be able to produce a low level of accommodation that offsets some of the deleterious effect of astigmatism on image quality. We then set up a full-field progressive addition lens analysis device leading to the choice of a type of progressive lens by different wearers. At the same time, we measured vision quality (i.e., simulated image scoring and visual acuity measurement) along the horizontal axis of near vision for these same subjects. The results of the latter study showed that visual acuity is not a good test for predicting vision quality through progressive lenses; the test only worked for 65% of the subjects. On the contrary, the subjective image scoring test predicted the final design choice for 90% of the subjects. Although the statistical results obtained for the different simulated image conditions show a real difference between the real and simulated conditions, we observe that simulated images taking into account some accommodation (i.e., change of sphere in the simulation) are closer to reality. Accommodation thus seems to play an important role when astigmatism is introduced. The study of accommodation in the presence of astigmatism would make it possible to optimize the simulation of the images

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Coste, Christian. "Contribution à la simulation numérique du procédé d'extrusion-soufflage des réservoirs à carburants". Compiègne, 1997. http://www.theses.fr/1997COMP1000.

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L'extrusion-soufflage de pièces techniques est un procédé qui permet la réalisation de corps creux plastiques de formes complexes. L'objectif de notre travail est d'étudier le procédé appliqué à la fabrication des réservoirs à carburants pour l'automobile, afin de réaliser un logiciel de simulation du procédé et d'estimer l'apport d'un tel outil dans la chaîne de développement industriel d'un nouveau produit. Ce procédé met en jeu de nombreux phénomènes physico-chimiques (rhéologie des polymères fondus, changement de phase lors du refroidissement, grandes déformations, non linéarités matérielles et géométriques). Son étude et celle de ses principaux paramètres influents, nous ont permis de définir et de simplifier les hypothèses de simulation. Nous avons alors développé un logiciel "métier" basé sur la méthode des éléments finis, qui prend en compte les différentes phases et les différents outils du process. Nous avons choisi d'utiliser un schéma d'intégration dynamique explicite qui utilise les approximations de type différences finies, pour simuler la mise en forme rapide en grandes déformations. La paraison de forme cylindrique a été maillée par des éléments triangulaires de membrane. Le comportement du polymère a été modélisé par une loi hyperélastique de Mooney-Rivlin dont nous avons déterminé les constantes. Le contact moule-paraison a été supposé collant, géré par la méthode de pénalité. A travers les résultats obtenus nous avons validé les hypothèses retenues en ce qui concerne la répartition d'épaisseur du produit final. Grâce à des simulations sur des formes 3D de type réservoirs à carburants, nous avons mis en évidence l'apport de ce type de logiciel sur le calcul des paramètres process et la façon dont il peut intervenir dans le synoptique de conception d'un produit.

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Arbeltier, Steven. "Optimisation de dépôts de LIPON par pulvérisation magnétron RadioFréquence pour la fabrication de micro-batteries. Modélisation de l'interaction plasma-surface". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS170/document.

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La miniaturisation des batteries est devenue un défi technologique pour certaines industries. Ces micro-batteries, d’une dizaine de micromètres d’épaisseur, ont pour objectif d’alimenter des systèmes de taille réduite. Le LIPON est un des électrolytes envisagés pour leur fabrication. Il est déposé en couche-mince par pulvérisation magnétron radiofréquence de Li₃PO₄ sous plasma d’azote. Cette thèse étudie le comportement des particules au sein du plasma et formant le dépôt. Des mesures expérimentales d’émission optique et de densité électronique ont été mises en place, afin de fournir des données d’entrée et de validation pour différents modèles numériques. Le premier modèle décrit la cinétique réactionnelle au coeur du plasma, en 0D, afin d’identifier les espèces chimiques majoritaires et les réactions dominantes. Ceci a permis de concevoir une cinétique simplifiée pour le second modèle, 2D, traitant le déplacement des espèces chargées dans le plasma et permettant de caractériser la pulvérisation de la cible par les ions, tant au niveau des zones de pulvérisation de leur énergie et angle d’incidence. Les résultats obtenus ont été employés dans un modèle 3D simulant les trajectoires des atomes pulvérisés, afin d’étudier la répartition atomique sur le substrat et de déduire la composition de la couche mince déposée. Des caractéristiques propres à la cible lors de la pulvérisation ont été mises en évidence et confirmées par la comparaison entre les résultats numériques et expérimentaux
The scale reduction of batteries is a real technological challenge for the near future. These micro-batteries, about ten micrometers thick, are used to supply the power for small sized systems. LIPON is one of the most suitable electrolytes considered for industrial scale production. It is deposited in thin-film by radiofrequency magnetron sputtering of Li₃PO₄ in nitrogen plasma. This thesis is focused on particles behavior in plasma and during deposition. Optical emission spectroscopy and electron density measurements have been performed, to provide data used as input or validation for several numerical models. The first model describes plasma kinetics in the magnetron reactor, as 0D global model, and helps to identify the main chemical species and important reactions. This information has been useful to define a simplified kinetics for the second model, 2D, dealing with the charged species behavior in the plasma and describing target sputtering by ion bombardment. It provides the sputtered areas, ion energy and impinging angle onto the target. These obtained results have been employed in a 3D model that simulates sputtered atoms transport from the target to the substrate and predicting the thin-film features. Some characteristics of the target during sputtering have been highlighted and confirmed by the direct comparison between numerical and experimental results

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Parrot, Jérôme. "W.A.M, Wire Additive Manufacturing : champs des possibles et utilisation raisonnée". Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018ECDN0047/document.

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Dans la Fabrication Additive (FA), les objets en trois dimensions sont créés couche par couche en joignant chaque couche à la précédente. Pour les pièces métalliques, il existe trois méthodes principales : le lit de poudre, le dépôt de poudre et le dépôt de fil. Ce dernier utilise de manière optimale le matériau contrairement aux autres procédés, ce qui le rend très intéressant industriellement. En effet, avec la poudre, le rapport entre la poudre utilisée et la poudre fondue n’est pas égal à un, en opposition à l’utilisation de fil. Afin de garantir la bonne fusion du métal, plusieurs méthodes existent déjà, notamment l’utilisation de lasers ou d’arcs électriques. Ce manuscrit présente une nouvelle approche de dépôt de fil utilisant l’énergie inductive pour les applications de fabrication additive (WIAM). Cette approche ne fait pas appel à un stockage du matériau fondu. Au lieu de cela, la pointe d’un fil métallique est fondue par un système de chauffage par induction. L’énergie inductive est également utilisée pour obtenir un gradient thermique optimal entre l’extrémité du fil et le substrat ou la couche précédente. Les travaux de thèse concernent le développement de cette approche par un modèle numérique et sa validation expérimentale. Il est montré que le système de chauffage par induction est capable de faire fondre la pointe du fil et de chauffer le substrat pour créer un dépôt approprié. La microstructure après dépôt de fabrication additive pour un matériau en acier inoxydable a été étudiée. Ces résultats ont été comparés avec la méthode WAM. On montre que le système de chauffage par induction donne une microstructure à très faible porosité et une microstructure sans changement soudain de composition. Ces résultats préliminaires indiquent que la fabrication additive par fil métallique avec induction (WIAM) est susceptible de constituer un processus approprié pour la FA, mais qu’elle doit encore être développée
In Additive Manufacturing (AM), three dimensionalobjects are built layer by layer by joining each layer to the previous one. For metal parts, there are three main methods: powder bed, powder depositionand wire deposition. This latter makes optimal use of the material in contrast to other processes, which makes it very interesting industrially. Indeed, with powder,the ratio between powder used and powder meltedis not equal to one, in opposition of the use of wire. In order to ensure the proper melting of the metal, several methods already exist, including the use of lasers or electric arc. This manuscript presents a novel approach of wire deposition using inductive energy for additive manufacturing applications (WIAM). This approach does not make use of a storage of the molten material. Instead, the tip of a metal wire is melted by an induction heating system. Inductive energy is also used to obtain an optimal thermal gradient between the tip of the wire and the substrate or previous layer. Thesis work concerns the development of this approach by a numerical model, and its experimental validation. It shows that the induction heating system is able to melt the tip of the wire and heat the substrate to create suitable deposition. The microstructure of additive manufacturing stainless steel has been studied. These results have been compared with WAM method. It is shown that the induction heating system gives a microstructure with very low porosities and a microstructure without a sudden change of composition. These preliminary results indicate that Wire Induction Additive Manufacturing (WIAM) is likely to a suitable process for AM but it still needs to be developed

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Belhaj, Mohamed Moez. "Conception et caractérisation des dispositifs micro-ondes pour la fabrication de circuits à base de graphène". Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10048/document.

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Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet GRACY regroupant l’IEMN et d’autres laboratoires de recherche : CALISTO et IMS Bordeaux. Ce manuscrit fait état d’une synthèse exhaustive des études et avancées menées dans le cadre de ce travail de thèse au sein de l’Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) dans le groupe CARBON. Le principal axe de réflexion de ce travail repose sur la conception, la modélisation et la caractérisation des dispositifs actifs et passifs sur substrat souples et rigides en vue du développement de nouveaux composants et de circuits électroniques avec des critères de performances de plus en plus importants. Au cours de ce travail, l’accent a été principalement portée sur les étapes essentielles à la réalisation de circuit intégré en ondes millimétriques utilisant la technologie coplanaire en impression jet d’encre et les transistors à effet de champ à base de graphène (GFETs). Ce mémoire montre en particulier l’intérêt et les potentialités du graphène pour son intégration au sein des circuits électroniques. De plus, une attention particulière a été portée sur la modélisation et les techniques de caractérisations relatives aux dispositifs passifs sur substrat souple. Par conséquent, un banc de caractérisation de ces éléments sur substrat flexibles a été développé au cours de cette thèse afin de vérifier et consolider expérimentalement leurs comportements
This work was carried out under the project involving GRACY IEMN and other research laboratories: CALISTO and IMS Bordeaux. This manuscript reports a comprehensive overview of studies and advanced conducted as part of this thesis in the Institute of Electronics, Microelectronics and Nanotechnology (IEMN) in CARBON group. The main reflection axis of this work is based on the design, modeling and characterization of active and passive devices on flexible and rigid substrates for the development of new components and electronic circuits with increasingly important performance criteria. During this work, the focus was mainly focused on the essential steps to achieving integrated circuit millimeter wave using coplanar technology by inkjet printing and field effect transistors based on graphene (GFETs). This memory in particular shows the importance and potential of graphene for integration into electronic circuits. In addition, special attention was paid on modeling and characterization techniques related to passive devices on flexible substrates. Therefore, a characterization bench of these elements on flexible substrate has been developed during this thesis to verify and consolidate their behavior experimentally

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Chen, Zhou. "Simulation virtuelle des essais de validation pour l'ameublement - meubles à base de plaques". Thesis, Paris Est, 2019. http://www.theses.fr/2019PESC2071.

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La simulation numérique est un outil puissant au service de la conception de produit et la réalisation d’« essais virtuels pour meubles » permet de raccourcir la phase de mise au point et d’optimisation des produits. L’objectif du travail présenté est de mettre au point un outil de simulation permettant aux industriels de mener une étude de validation (tenue aux tests normalisés) avant la mise en fabrication des meubles. De nombreux outils de calcul 3D permettent ces simulations mais le domaine de l’ameublement est spécifique : d’une part, les éléments de meuble sont généralement de géométrie simple assimilable à un assemblage de plaques et/ou de poutres mais d’autre part, (i) les matériaux utilisés (ici, panneaux de particules) présentent beaucoup de dispersions dans leur comportement hétérogène et anisotrope et (ii) les liaisons entre éléments de meubles peuvent être complexes et induisent des effets locaux qu’une modélisation simplifiée en plaques et poutres ne peut représenter. Ces spécificités nous amènent à développer un code dédié aux meubles dans lequel une bibliothèque d’éléments de liaisons sera introduite et où les paramètres matériaux seront modélisés par des variables aléatoires suivant des lois de probabilité a priori inconnues. Cette étude porte sur le second point et présente l’identification des propriétés élastiques du matériau bois en panneau de particules à partir d’une technique d’analyse d’images et la mise en place d’un modèle éléments finis plaques pour simuler la réponse de meubles aux essais de validation. Une étude statistique du comportement des meubles prenant en compte la dispersion des propriétés matériaux est menée en utilisant une méthode de Monte Carlo
In furniture industry, the numerical simulation allows the design and optimization of wood-based structures, thus avoiding expensive experimental campaigns. Most of wood-based furniture present some particular features in terms of material properties and geometries. On the one hand, the properties of timber materials (such as particule boards) are strongly heterogeneous and anisotropic. On the other hand, the furniture are often made of simply-shaped elements and then can be represented by an assembly of plates and/or beams. The present work deals with those specific features and presents the identification of the elastic properties of particle boards from digital image correlation (DIC) [Chevalier et al. 2001] as well as the simulation of the mechanical behavior of furniture. First, three-point bending tests based on Timoshenko’s beam theory are performed on different samples cut from a prototype desk for the identification of the material properties using DIC techniques. Secondly, a probabilistic model for the uncertain material parameters is constructed by using the Maximum Entropy (MaxEnt)principle [Soize 2017] combined with a Markov Chain Monte-Carlo (MCMC) method based on Metropolis-Hastings algorithm for generating realizations of the underlying random variables. Thirdly, numerical virtual tests are performed to propagate the uncertainties in the material properties through the model and assess the impact of such variabilities on the response of the structure. Lastly, several real tests were previously conducted on the desk in order to validate the proposed numerical approach. Quite good agreement is observed between the numerical computations and the experimental measurements

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Yvars, Pierre-Alain. "Poste de travail du roboticien pour l'étude, la simulation et la reconfiguration des lignes de production flexibles dans l'industrie manufacturière : application aux lignes d'assemblage robotisées d'un grand groupe industriel". Lille 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LIL10127.

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Nous présentons dans ce mémoire un prototype de poste de travail du roboticien pour l'étude, la simulation et la reconfiguration de lignes de production flexibles dans l'industrie manufacturière. Notre démarche est basée sur l'addition d'un niveau décisionnel aux systèmes de C. A. O. Robotique classiques, permettant de générer et d'allouer des gammes sur une ligne robotisée paramétrée, à partir de la connaissance des spécifications de cette dernière. Le système a été implémenté en langage Le-Lisp, autour d'une couche orientée objet, et intègre au sein d'un même environnement : 1) un outil de spécification, de modélisation et de gestion des connaissances statiques du domaine étudié, basé sur une double approche modèle orienté objet, modèle relationnel ; 2) un niveau de planification à base d'heuristiques, construit autour d'un mécanisme d'allocation de ressources sous contraintes génériques, appelé le moteur. Notre approche est appliquée au cas de l'industrie automobile, à travers l'étude de la reconfiguration des lignes d'assemblages robotisées en soudure par points du groupe P. S. A. , dans le cadre de l'introduction d'un nouveau type de véhicule sur une ligne existante.

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Chalal, Malik-Eddine. "Aide à la décision pour la servicisation des PME industrielles : une approche par modélisation et simulation". Thesis, Saint-Etienne, EMSE, 2014. http://www.theses.fr/2014EMSE0754/document.

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L’évolution permanente de l’environnement de l’entreprise pousse les décideurs à s’inscrire dans un processus d’innovation. Nous assistons à une mutation des pratiques de certaines entreprises en intégrant de plus en plus une offre d’un système « produits-services ». Notre objectif, à travers cette thèse, est d’apporter une aide à la décision qui reposera sur la capacité à anticiper la performance du système en fonction de différentes décisions de gestion et face à différents types d’aléas lors de la servicisation. Le premier besoin d’aide à la décision est la nécessité de construire une démarche de modélisation et de simulation avec un modèle conceptuel du système de production orienté PSS. Pour cela nous avons proposé une décomposition de notre système entreprise orientée PSS en deux sous-systèmes : (i) Le sous-système d’usage et (ii) le sous système productif. Les deux sous-systèmes sont connectés et interdépendant. Un deuxième besoin qui apparait pour notre problématique est la construction d’un modèle simulable et exploitable. Nous avons utilisé la simulation à évènements discret afin de profiter de l’aspect « évènementiel » de cette approche et ainsi coupler entre le système d’usage et le système productif d’une part, et d’autre part entre les activités de services et les activités de production. Une application de notre démarche de modélisation et simulation sur un cas d’étude (Entreprise ENVIE) a été effectué et une analyses et interprétation des résultats suivies d’un ensemble de propositions de gestion pour une meilleure transition vers une offre PSS ont été apportées
The ever-continuing evolution of business practices leads the decision-makers to develop strategies based on Innovative approaches. One of them is the transition to a product-services system, called servitization. The main goal of this thesis is to provide a decision support in order to anticipate the performance of a company when different transition management scenarios are implemented. The first step toward this objective is the formalization of a conceptual model of product-service systems. They consist of two subsystems: (i) user-oriented subsystem and (ii) production-oriented subsystem. These subsystems are connected and interdependent. The model developped in the second step of the thesis takes into account this coupling, whose influence on the overall performance of the company is assessed thanks to a discret-event simulation approach. Finally a case study is performed for a french SME (ENVIE) whose line of business is the re-manufacturing of electrical equipment. The analysis results highlight the main areas of improvement for the company, allowing a better transition to a product-service system

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Ninarello, Andrea Saverio. "Computer simulations of supercooled liquids near the experimental glass transition". Thesis, Montpellier, 2017. http://www.theses.fr/2017MONTS071/document.

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La compréhension du mécanisme de la formation du verre est l'un des importants problèmes ouverts en recherche sur la matière condensée. De nombreuses questions restent sans réponse, en raison d'une énorme augmentation des temps de relaxation pendant le processus de refroidissement qui ne permet pas l'exploration des propriétés d'équilibre des liquides surfondus à très basses températures. Les simulations numériques des liquides surfondus sont actuellement en mesure d'atteindre l'équilibre à des températures comparables à la température du crossover de la théorie de couplages de modes, qui est bien supérieure à la température de transition vitreuse expérimentale. En conséquence, les simulations plus lentes que les expériences pour équilibrer un liquide surfondu par un facteur d'environ huit ordres de grandeur. Les progrès réalisés pour combler cet écart ont été lents et résultent essentiellement d'améliorations de l'architecture des ordinateurs. Dans cette thèse, nous résolvons en partie le problème de la thermalisation à basse température de liquides surfondus dans des simulations numériques. Nous combinons l'utilisation d'un algorithme Monte Carlo, connu sous le nom d'algorithme de swap, avec la conception de nouveaux modèles de formateurs de verre. Nous examinons systématiquement des nombreux systèmes, à la fois des mélanges discrets de particules, ainsi que des systèmes a polydispersité continue. Nous discutons le rôle que la polydispersité et la forme du potentiel entre particules jouent pour éviter la cristallisation et parvenir efficacement à des régimes de température inexplorés. De plus, nous étudions les processus dynamiques à l’œuvre pendant une simulation de swap Monte Carlo. Nous démontrons que, dans certains cas, notre technique permet de produire des configurations équilibrées à des températures inaccessibles même dans des expériences. Dans ce régime de température complètement nouveau, nous examinons plusieurs questions ouvertes concernant la physique de la transition vitreuse. Nous montrons qu'un fluide de sphères dures peut être équilibré jusqu'à la densité critique du jamming, et même au-delà. Nous mesurons l'entropie configurationelle dans un liquide refroidi à très basse température. Nous mettons en évidence une forte dépendance dimensionnelle, qui suggère l'existence d'une transition vitreuse idéale à une température finie en trois dimensions et à son absence en deux dimensions. Nous détectons l'augmentation de l'ordre amorphe quantifié par une longueur statique point-to-set pendant la formation du verre. Nous mesurons les exposants critiques introduits dans la théorie de champ moyen des verres beaucoup plus proche de la température critique prédite dans la théorie. Enfin, nous révélons l'absence de transition géométrique caractérisant le paysage d’énergie potentiel au travers de la température du crossover de la théorie de couplages de modes.Les modèles et les algorithmes développés dans cette thèse déplacent les études des liquides surfoundus vers un territoire entièrement nouveau, en réduisant l'écart entre la théorie et les expériences, ce qui nous amène plus proche de la solution du problème de la transition vitreuse
Understanding the mechanisms that lead to glass formation is one of the open problems for the condensed matter research. Numerous questions remain unanswered, because the tremendous increase of relaxation times during the cooling process prevents the exploration of equilibrium properties of supercooled liquids at very low temperature. Computer simulations of glass-forming liquids are nowadays able to reach equilibrium at temperatures comparable to the Mode-Coupling crossover temperature, which is well above the experimental glass transition temperature. As a consequence, simulations lag eight orders of magnitude behind experiments in terms of equilibration times. Progress to close this gap has been slow, and stems mostly from hardware improvements.In this thesis we make an important step to close this gap. We combine the use of a Monte Carlo algorithm, known as the swap algorithm, with the design of novel glass-forming models. We systematically test numerous models using both discrete mixtures and polydisperse systems. We discuss the role that polydispersity and particle softness play in avoiding crystallization and in efficiently reaching previously unexplored regimes. We study the dynamical processes taking place during swap Monte Carlo simulations. We demonstrate that in some cases our technique is able to produce thermalized configurations at temperatures inaccessible even by experiments.In this newly accessible regime, we investigate some open questions concerning the glass transition. We show that a hard sphere fluid can be equilibrated at, and even beyond, the jamming packing fraction. We measure the configurational entropy in extremely supercooled liquid, finding a strong dimensional dependence that supports, on the one hand, the existence of an ideal glass transition at a finite temperature in three dimensions and, on the other hand, its absence in two dimensions. We detect the increase of amorphous order quantified through a static point-to-set length throughout the glass formation. We measure the critical exponents introduced in the mean-field theory of glasses much closer to the supposed ideal glass transition. Finally, we reveal the absence of a sharp geometric transition in the potential energy landscape across the Mode-Coupling crossover.The models and the algorithms developed in this thesis shift the computational studies of glass-forming liquids to an entirely new territory, which should help to close the gap between theory and experiments, and get us closer to solve the long-standing problem of the glass transition

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Caruyer, Céline. "Modélisation de nanomatériaux injectés par voie liquide dans un jet de plasma pour la fabrication de nanostructures". Thesis, Bordeaux 1, 2011. http://www.theses.fr/2011BOR14329/document.

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Ce travail porte sur l’étude du procédé de projection plasma par voie liquide et en particulier sur l’interaction entre la phase liquide et l’écoulement de plasma. Différents phénomènes physiques ont lieu comme la fragmentation du jet, l’évaporation du liquide et la fusion des particules. La simulation numérique permet de mieux comprendre les phénomènes physiques et vient en appui des expériences qui sont parfois difficiles voire impossibles à réaliser. Un modèle compressible diphasique est développé afin de prendre en compte les effets compressibles du plasma. Des validations sont réalisées sur des cas test académiques et sur un jet d’argon pur. De bons accords sont obtenus entre les simulations et la théorie ou les expériences. Ensuite différents mélanges de gaz plasmagènes, classiquement utilisés en projection plasma, sont étudiés : l’argon/hydrogène et l’argon/hélium.Une analyse du caractère instationnaire et turbulent est ensuite menée et permet de voir l’importance des effets instationnaires dans ces écoulements. Puis des simulations de l’injection de la phase liquide sous forme de gouttes ou de jet continu dans l’écoulement de plasma sont réalisées. L’influence de la nature des gaz plasmagènes et du mode d’injection est démontrée. Les structures observées expérimentalement sont également obtenues parles simulations
The study of the plasma spraying process is investigated in this work, in particular the interaction between a liquid phase and a plasma flow. Different physical phenomena occureas the jet fragmentation, the liquid vaporization and the particles fusion. The numerical simulation is used to better understand the physical phenomena and is an alternative to experimental measurements, which could be locally difficult to perform because of the measurement techniques limitations and the particular characteristics of the plasma. A compressible two-phase model is developped to take into account the compressible effects of the plasma flow. Validations are realized on academic test cases and on a argonjet. Good agreements are obtained between simulations and theory or experiments. Then different mixtures of plasmagen gas, classically used in plasma spraying, are studied :argon/hydrogen and argon/helium. An analysis of unsteady and turbulent character isled and allows seeing the importance of unsteady effects in these flows. Numerical simulations of the injection of a liquid phase into the plasma flow are realized. The influence of the plasmagen gas nature and the injection type is anlysed. Structures observed by experiments are also obtained by the simulations

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Seignez, Nicolas. "Nano-structures et mécanismes d'altération d'un vitrifiat issu de la métallurgie du plomb : similitudes et spécificités vis-à-vis de matériaux vitreux d'origine industrielle et naturelle". Lille 1, 2006. https://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupversions/0f9b049c-67ae-4eb1-9e1f-bdcf6cf0284e.

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L'objectif de cette thèse est de mieux comprendre les mécanismes de relargage et de rétention des polluants (Pb, Zn) lors de l'altération des scories métallurgiques de type lead blast fumace (première fusion du plomb). Dans un premier temps, une caractérisation détaillée de ce matériau partiellement vitrifié a établi : (1) que la matrice vitreuse, auparavant supposée homogène et majoritaire, est caractérisée par un début de cristallisation fractionnée massive de nano-oxydes de fer substitués en zinc (magnétite, wüstite ou franklinite) et (2), que Pb est uniquement contenu dans des phases bien individualisées. En régime dynamique dans des conditions de lixiviation très éloignées de l'équilibre (au contact d'une eau pure) la phase vitreuse et les billes de plomb métal sont les deux principales phases à s'altérer. A l'inverse, les oxydes de fer cristallisés sont relativement stables. La dissolution sélective de la phase vitreuse entraîne la libération des éléments modificateurs du réseau vitreux (Ca Na, Mg, Mn. . . ) et la formation d'une pellicule d'altération aux propriétés non protectrices. Elle est peu dense et constituée des éléments les moins mobiles (Si, Al et Fe). Cependant, l'altération de la phase vitreuse est parfois totalement inhibée alors que l'écart à l'équilibre est maintenu très grand lors des essais. Grâce à ces résultats, un modèle d'altération des scories et de transfert des polluants a été proposé. Dans ce modèle, l'altération de l'assemblage de phases est dépendant de facteurs cinétiques et de la dissolution sélective de la phase vitreuse. Ce modèle a été simulé à l'aide des codes de calculs géochimiques CHESS et de réaction-transport HYTEC.

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Agouzoul, Asmaâ. "Nouvelles méthodes numériques pour la simulation de l’impression 3D métallique". Thesis, Bordeaux, 2020. http://www.theses.fr/2020BORD0004.

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Le procédé SLM offre de nouvelles perspectives en termes de conception de pièces. Cependant, les phénomènes thermo-mécaniques liés au procédé sont responsables des contraintes résiduelles et de la distorsion de la pièce fabriquée. La simulation numérique est un outil intéressant pour mieux cerner les phénomènes physiques à l’œuvre et leur impact sur la qualité de la pièce. Dans cette thèse, nous proposons différentes approches qui permettent de réaliser les simulations à moindre coût, en utilisant des algorithmes de réduction de modèles. Les résultats sont comparés à ceux obtenus par la méthode des éléments finis. Une méthode inverse d’identification rapide de la contrainte inhérente à partir d'abaques numériques est proposée. L'approche Proper Generalised Décomposition (PGD) est utilisée pour la construction de cet abaque. Nous explorons aussi les avantages qu'offre une implémentation de la PGD sur GPU
Selective Laser Melting offers new perspectives in terms of part design and simplification of complex assemblies. However, severe thermo-mechanical conditions arise and are responsible for local plastic deformation, residual stresses and distortion of the manufactured component. Numerical simulation is an interesting tool for process understanding the physical phenomena and their impact on the quality of the part. In this thesis, we propose different approaches to perform simulations at a lower cost, by using model reduction algorithms. The results are compared with those obtained by the finite element method. A reverse analysis in order to identify the inherent strain responsible for the measured elastic springback makes possible to build offline numerical abacus. Therefore, we use a multi-parametric reduced order model using the so called Proper Generalised Decomposition (PGD) to construct this abacus. We also explore the benefits of an implementation of PGD on GPU

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Zeramdini, Bessam. "Apport des méthodes de remaillage pour la simulation de champs localisés. Validation en usinage par corrélation d’images". Thesis, Paris, ENSAM, 2018. http://www.theses.fr/2018ENAM0051/document.

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La compréhension des phénomènes thermiques et mécaniques mis en jeu lors de la mise en forme des matériaux est généralement réalisée avec l’aide de simulations numériques. Ces simulations montrent leurs limites pour les procédés qui conduisent à de très grandes déformations de la matière. Dans ce cas, de très fortes distorsions du maillage se produisent pendant le calcul, entrainant une augmentation de l’erreur, voire l’arrêt prématuré de la simulation. Cette étude porte sur le développement d’une stratégie de remaillage adaptative afin d’éviter les distorsions des éléments pendant les simulations en grandes transformations. La méthode proposée a été intégrée dans un environnement de calcul utilisant le solveur ABAQUS/Explicit, un mailleur 3D et un algorithme de transfert de champ.La méthode h-adaptative en combinaison avec un critère de contrôle basé sur l’endommagement et un estimateur d’erreur de type Zienkiewicz-Zhu Z2 (SPR-amélioré) ont été implantés. Le maillage initial est remplacé par un nouveau maillage avec le niveau de qualité désiré par l’utilisateur, tout en minimisant le nombre des degrés de liberté. Cette technique s’est montrée robuste et entièrement automatique pour déterminer la taille optimale des nouveaux éléments. Une fois le nouveau maillage généré, toutes les variables doivent être soigneusement transférées. Plusieurs techniques de transfert sont décrites et comparées. Des améliorations permettant d’augmenter leurs efficacités en termes de diffusion de l’information et de stabilité numérique ont été proposées. Une attention particulière est portée à la restauration de l'équilibre mécanique local du système. Les différentes techniques développées ont permis de modéliser différents procédés entrainant de grandes déformations élastoplastiques avec endommagement. Dans toutes les applications testées, il a été montré une amélioration de la précision et de la qualité des résultats numériques obtenus. Pour des opérations d’usinage, des mesures de champs cinématiques à travers la technique de corrélation d’images ont été réalisées afin de déterminer les champs de déformation en pointe d’outil. Ces mesures ont servi à la validation de la simulation numérique à l’échelle locale. La comparaison des champs cinématiques expérimentaux avec ceux issus du calcul éléments finis met en évidence la robustesse du processus d’adaptation du maillage proposée pour retranscrire les phénomènes locaux observés expérimentalement. En effet, la reproduction de l’écoulement de la matière sur les bords et la géométrie du copeau sont en très bonne corrélation avec les résultats expérimentaux. Ce développement a permis de proposer une description nouvelle du processus de formation des bandes de cisaillement
In this work, a fully automated adaptive remeshing strategy, based on a tetrahedral element to simulate various 3D metal forming processes, was proposed. The aim of this work is to solve problems associated with the severe mesh distortion that occurs during the computation and which may be incompatible with the evolution of the physical behavior of the FE solution. Indeed, the quality of the mesh conditions affects the accuracy of the calculations. The proposed strategy is integrated in a computational platform which integrates a finite element solver (Abaqus/Explicit), 3D mesh generation and a field transfer algorithm.The base idea is to use the h-adaptive methodology in the combination with a damage-criterion error and Zienkiewicz-Zhu Z2 type error estimator (SPR-improved) to locally control the mesh modification-as-needed. Once a new mesh is generated, all history-dependent variables need to be carefully transferred between subsequent meshes. Therefore, different transfer techniques are described and compared. An important part of this work concerns the presentation of the proposed modification of the field transfer operator and a special attention is given to restore the local mechanical equilibrium of the system. During the large elasto-plastic deformation simulation with damage, the necessary steps for remeshing the mechanical structure are presented. The several types of applications are also given. For all studied applications, the above strategy can improve the accuracy and quality of numerical results. It also has benefits to decide how refined a mesh needs to be to reach a particular level of accuracy, or how coarse the mesh can be without unacceptably impacting solution accuracy.For the machining processes, kinematic field measurements using Digital image Correlation were performed to validate the numerical simulation at the local level. The comparison of the experimental kinematic fields and those resulting from the FE calculation highlights the robustness of the proposed mesh adaptation process which can transcribe the experimental local phenomena. Also, the reproduction of the material flow at the edges and the chip are correlated with the experimental results accurately. Finally, the physical study of the numerical results can be allowed to propose an innovative description of ASB formation

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Hergel, Jean. "Synthèse de formes fabricables à partir de spécifications partielles". Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0003/document.

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Les techniques de fabrication rapide, issues des techniques de prototypage rapide comme l’impression 3D ou la découpe laser permettent de fabriquer des pièces uniques sans demander d’expertise particulière du procédé mis en œuvre. En revanche la modélisation de nouveaux objets tout comme la personnalisation d’objets existants restent difficiles. En effet, les techniques de prototypages rapides imposent des contraintes sur la géométrie du modèle qui doivent être respectées. Cette thèse présente un ensemble de techniques qui ont pour point commun d’assister l’utilisateur dans la modélisation d’un objet, en tenant compte des contraintes du procédé qui permettra de le fabriquer. À cette fin, l’algorithme prend en charge tout ou partie de la modélisation. En particulier, les problématiques suivantes sont abordées : Tout d’abord, je propose d’améliorer la qualité des objets fabriqués avec une imprimante 3D en minimisant certains défauts qui apparaissent lors de la fabrication. Les approches développées modifient uniquement les algorithmes de pilotage de l’imprimante. En second lieu, je propose d’aider l’utilisateur à prendre en compte les contraintes de fabrication pendant la modélisation. Mes techniques utilisent des informations partielles sur la forme que l’utilisateur souhaite fabriquer, comme le dessin en deux dimensions d’un mécanisme, ou un modèle paramétrique qui définit un meuble. L’algorithme optimise une forme finale qui améliore des critères liés à sa fabrication (gaspillage, encombrement, etc.). Enfin, dans certains cas (e.g. grand public) l’utilisateur n’est pas forcément à même de modéliser ces formes via des logiciels spécialisés. Pour ce cas précis, je propose une technique de synthèse de meubles à partir de spécifications fonctionnelles, e.g. la spécification de poids à porter dans l’espace
The Rapid Manufacturing techniques that emerged from Rapid Prototyping techniques such as 3D printing or laser cutting allow to fabricate unique objects. However, the design of those objects with existing CAD software remain a difficult task: rapid prototyping processes impose constraints on the geometry of the model. This thesis presents a set of techniques that assist the user in the design of an object by taking into account the constraints of the fabrication process. To achieve this, the algorithm automatically performs part of the modelling process. The following problems have been tackled: First, I propose to improve the quality of 3D printed objects by minimizing defects that appear during the fabrication. The technique developed impacts only the algorithm that drives the printer. Then, I propose to help the user to take into account the fabrication constraints during the modelling process. My techniques rely on partial information about the shape that the user wants to fabricate like the 2D sketch of a mechanism or a parametric model of a furniture. The algorithm optimizes the initial shape to improve fabrication objectives(Wastage, etc.) Finally, in some cases, the user does not know how to operate dedicated software. In this case, I propose a synthesis technique of furniture from functionnal specification, e.g. loads that have to be supported in space

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Abouelala, Mourad. "Évaluation des outils de modélisation et de simulation dans le domaine de l’enseignement de la fabrication mécanique : cas des logiciels de la FAO". Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM3056/document.

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Les outils de simulation sont des moyens pour faciliter la mise en place d'une production sur les Machines Outil à Commande Numérique, ces outils sont devenus très courants dans l'industrie et, par conséquent, dans l'éducation. Plusieurs problèmes importants émergent, telles que des questions d’ordre pédagogique, des aspects liés à l’ergonomie des interfaces, le coût d'acquisition de l'équipement et d'adaptabilité des étudiants aux multitudes de logiciels de fabrication assistée par ordinateur, de ce fait le problème de la sélection du logiciel est soulevé dans l'éducation afin d'assurer une efficacité des processus d'enseignement et d'apprentissage des étudiants.Cette thèse est conduite dans l’objectif d’étudier une méthodologie pour sélectionner un logiciel de FAO qui pourrait être efficace en tant que support d’apprentissage de la FAO en premier cycle des universités techniques, des écoles d’ingénieurs et autres établissements similaires. Les facteurs déterminants l’efficacité des étudiants utilisant un logiciel dans leurs apprentissages de la FAO ont été déduits du cadre théorique de la thèse qui s’est basé sur la théorie de l’activité. Cette théorie prend en considération le contexte global de cette activité d’enseignement-apprentissage de la FAO à savoir l’étudiant, l’artefact, le professeur, l’établissement et la communauté des éditeurs de logiciels.Le traitement statistique des données recueillies à travers les réponses d’un échantillon de 50 étudiants ont été élaboré dans le but de confirmer nos hypothèses sur les principaux critères d'évaluation de logiciel de simulation en éducation
Simulation tools as means to facilitate setting up a production have become very common in industry and, therefore, in education. Among several significant problems, like pedagogical issues, the cost of equipment acquisition and the adaptability of students to the multitude of Computer-Aided Manufacturing, it is raise in education the problem of selecting software in order to ensure maximum effectiveness of teaching process and students learning.This research study was designed to investigate a methodology to select CAM software that could be effective as a support of CAM learning in university, taking into account different features of CAM learning. We determine the student effectiveness in learning factors of CAM software and further, determine the relationship between the different main factors. The research was conducted using a questionnaire submitted to 50 students attending the second academic year of Mechanical Design and Production. The study provides results from empirical test of these relationships and provides criteria for evaluation simulation of software in education

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Francioso, Pierre-Arnaud. "Détermination de la résistance thermique d'une interface cristal/amorphe à l'aide de la dynamique moléculaire classique". Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10210/document.

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L'histoire du silicium cristallin cSi et de sa forme oxydée (silice aSiO2) est intimement liée au développement des transistors depuis les années 1960. La miniaturisation de ces composants au fil du temps, permettant d'améliorer la puissance des ordinateurs avec une régularité proche de celle prédite par la loi de Moore, nécessite aujourd'hui une compréhension de la physique de ces systèmes à l'échelle nanométrique. Face aux coûts nécessaires pour réaliser des expériences à de si petites échelles, la simulation numérique – et plus particulièrement la dynamique moléculaire (MD) est un outil de premier choix. Nous appliquons ainsi, dans ce mémoire de thèse, la MD classique au cas des transistors silicium-sur-isolant (SOI), afin de déterminer la résistance thermique de l'interface cSi-aSiO2, qui peut se révéler être un facteur limitatif de la dissipation thermique dans les transistors ultrafins. Après avoir exposé le principe de la MD classique (chapitre 1) et présenté des pistes pour optimiser la recherche des voisins (chapitre 2), nous proposons dans le chapitre 3 les étapes que nous avons suivies pour former nos systèmes silicium-silice, ainsi qu'une manière de caractériser l'interface pour de tels systèmes. Enfin, dans le chapitre 4, nous développons une méthode – l'approach-to-equilibrium molecular dynamics (AEMD) –, qui nous permet d'obtenir une valeur de la résistance pour l'interface cSi-aSiO2 estimée à 3,6.10-10 m2.K.W-1
Since the 60s, the history of crystalline silicon cSi and its oxyde (silica, aSiO2) is driven by the emergence of the new transistors. The miniaturization of these technologies, which enabled an increase in computers performances closely related to the Moore law, implies nowadays a nanometric scale comprehension of the physics in these systems. Because of the important costs of nanoscale experiments, numerical simulations and especially molecular dynamics (MD) are often used as a first-choice tool to investigate this kind of problems. In this thesis, we also apply classical MD to the case of silicon-on-insulator (SOI) transistors in order to determine the Kapitza resistance of a cSi-aSiO2 interface, which could be a source of slowdown for the thermal dissipation in ultra thin body and box (UTB²) transistors. We first expose the principle of classical MD (chapter 1) and show some ideas to optimize the neighbour search algorithms (chapter 2). In chapter 3 we explain the steps to form our silicon-silica systems and propose a way to characterize the interface. Finally, in chapter 4 we develop a method – called approach-to-equilibrium molecular dynamics (AEMD) – which allows us to estimate the value of the interfacial resistance interface to be 3.6*10-10 m2.K.W-1

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Tesis sobre el tema "Verre – Fabrication – Simulation par ordinateur"

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