Letteratura scientifica selezionata sul tema "Cisaillement de vitesse"

Résumé Plusieurs facteurs contribuent à l’instabilité des berges dans les méandres, mais le rôle joué par la dynamique de l’écoulement complexe au sein de ces sites n’est pas clairement élucidé. L’objectif de cette recherche est d’examiner la dynamique de l’écoulement tridimensionnel (3D) d’une boucle de méandre en vue de déterminer les liens entre la structure de l’écoulement moyen et turbulent, la contrainte de cisaillement et l’érosion des berges. Des données de vitesse 3D ont été recueillies dans une boucle de méandre avec un vélocimètre acoustique Doppler (ADV) et un profileur acoustique Doppler conçu pour les rivières peu profondes (PC-ADP). Une comparaison entre ces deux appareils a révélé que le PC-ADP donne de bons estimés de vitesse moyenne dans un écoulement relativement simple (au centre du chenal), mais le problème de moyennage spatial le rend moins efficace dans un plan de mélange où l’écoulement est plus complexe. L’ADV est aussi supérieur au PC-ADP pour les estimés de contrainte de cisaillement et l’étude de la turbulence à petite échelle, mais ce dernier révèle mieux les patrons à grande échelle. Deux cellules d’écoulement secondaire dans le méandre ressortent nettement avec les mesures simultanées du PC-ADP. Les maxima de contrainte de cisaillement mesurée avec l’ADV par la méthode d’énergie turbulente cinétique sont situés à l’entrée du méandre lorsque le niveau est plus bas, et à la sortie du méandre lorsque le niveau augmente. Ces deux zones correspondent à des observations de décrochement de berge au site d’étude.

Le bassin rennais est majoritairement constitué de terrains briovériens, schisteux, fracturés et présentant des degrés d’altération variables. Le Briovérienpeut être recouvert par des formations superficielles et quelques intrusions magmatiques sont injectées dans les terrains plus anciens. Les matériaux rencontrés ont une faible résistance mécanique qui les classe en SIRT (Sols indurés et Roches tendres). Pendant plusieurs années, des essais ont été réalisés sur les matériaux de l’agglomération rennaise, principalement datés du Briovérien, pour définir leurs caractéristiques et mieux comprendre le comportement des ouvrages géotechniques réalisés dans le sous-sol rennais. L’excavation de la ligne b dumétro anotammentpermis d’avoir des échantillons de l’Ouest à l’Est de la ville de Rennes. Compte tenu du comportement intermédiaire entre le sol et la roche des terrains, des procédures spécifiques d’essais sur la matrice rocheuse et les discontinuités ont été développées. La matrice rocheuse, anisotrope, a été caractérisée par des mesures de vitesse d’ondes et des essais de résistance à la compression. Cependant compte tenu de l’impossibilité de carotter le matériau, les essais ont été réalisés sur des blocs parallélépipédiques taillés à la main. En complément, pour évaluer le caractère « friable » de ces SIRT, la résistance à l’usure a été caractérisée àpartir d’essais debroyabilité etmicro-Deval modifiés. L’ensemble des essais montre des variations fonction du faciès, mais aussi une forte influence de l’altération et de la teneur en eau. Les discontinuités ont été testées avec une boîte de Casagrande modifiée. Ces essais ont aussi montré la forte influence du type de matériau (siltites, grès grossier à fin…) et du degré d’humidité des joints sur les caractéristiques de cisaillement. Des différences de comportement entre faciès géologiques ont donc été mises en évidence. L’histoire géologique et, en particulier, les alternances de progradation et de rétrogradation lors de la sédimentation au Briovérien, conditionne les propriétés de la matrice rocheuse, des discontinuités et donc du massif rocheux.

La bonne caractérisation des ensembles lithologiques des digues en terre constitue un enjeu majeur dans un contexte de prévention de rupture d’ouvrage. En effet, les conséquences d’un tel événement peuvent s’avérer potentiellement catastrophiques (pertes humaines, graves impacts environnementaux et économiques). Les méthodologies reconnues pour caractériser les digues en terre comprennent classiquement des méthodes de reconnaissance géophysiques et géotechniques de natures complémentaires. Ce travail de recherche présente une méthodologie de fusion permettant la combinaison de données issues de ces deux types de sources d’information. Ici, les données utilisées proviennent d’une campagne de reconnaissance menée sur une digue de canal EDF. Les résultats obtenus ont été préalablement publiés et présentés sous forme d’un article de revue internationale à comité de lecture. Cette campagne de terrain regroupe trois types d’informations : résistivités électriques, vitesses d’ondes de cisaillement et analyses granulométriques d’échantillons. La méthodologie de fusion introduite repose sur le cadre théorique des masses de croyance. Tout en tenant compte des spécificités de chaque méthode (répartition spatiale, imprécisions et incertitudes des données), cette approche de fusion permet de quantifier le niveau de conflit entre les sources d’information ainsi que d’associer un indice de confiance aux caractérisations proposées. Les résultats de la fusion obtenus, dans le cadre du cas d’étude présenté, mettent en évidence la capacité de cette méthodologie à discriminer les unités lithologiques (remblais fins ou grossiers avec brèches calcaires, socle marneux ou calcaire) ainsi qu’à localiser les positions d’interfaces entre unités et les niveaux de confiance associés. Ces résultats sont en cohérence avec les connaissances déjà disponibles sur le contexte géologique du site et mettent en évidence l’intérêt de combiner des informations issues de sources de nature différente afin de tirer profit de leur complémentarité. Ces travaux ont montré un potentiel prometteur pour cette méthode, tant sur une digue de canal que sur une levée. Ils seront poursuivis par une étude comparative de différentes méthodes de fusion et par la mise en application sur de nouveaux cas réels d’études.

Transform faults along the Iapetan rifted continental margin of Laurentia offset the continental rift and/or bound domains of oppositely dipping low-angle detachments. Rift-parallel and transform-parallel intracratonic fault systems extend into continental crust inboard from the rifted margin. Ages of synrift igneous rocks, ranging from 765 to 530 Ma, document non-systematic diachroneity of rifting along the Iapetan margin. Synrift sedimentary accumulations show abrupt variations in thickness across transform faults, and some concentrations of synrift igneous rocks are distributed along transform faults and transform-parallel intracratonic fault systems. The greatest thicknesses of Cambrian–Ordovician passive-margin shelf-carbonate deposits are along transform margins and in continental-margin basins along transform faults, as well as along transform-parallel intracratonic fault systems, indicating anomalously great post-rift thermal subsidence along transform faults. Along the Ordovician–Permian Appalachian-Ouachita orogenic belt, a diachronous array of synorogenic clastic wedges fills foreland basins, recording tectonic-load-driven flexural subsidence of the lithosphere. The greatest thicknesses of synorogenic clastic wedges of all ages are consistently in foreland basins along transform margins and inboard from intersections of transform faults with the rifted margin, indicating systematically weaker lithosphere along transform faults. The distinctive and pervasive properties and behaviour of the lithosphere along transform faults in successive tectonic settings suggest fundamental controls on tectonic inheritance at transform faults. Recent models for continental rifting incorporate ductile extension of the mantle lithosphere beneath brittle extension of the crust; the domain of ductile extension of the mantle lithosphere may reach significantly inboard from the rifted margin of the brittle crust, accounting for rift-parallel extensional faults in the crust inboard from the rifted margin. A transform offset of a rift in brittle crust requires a similar offset in ductile extension of the mantle lithosphere, leading to differential ductile flow on opposite sides of the transform and imparting a transform-parallel distributed-shear fabric. Transform-parallel distributed shear in the mantle lithosphere provides a mechanism for brittle transform-parallel fault systems in the continental crust. Studies of seismic anisotropy show fast directions parallel with transform faults, indicating systematic orientation of crystals through transform-parallel distributed shear in the mantle lithosphere.SOMMAIRELes failles transformantes le long de la marge continentale divergente japétienne de la Laurentie décalent le rift continental et/ou les domaines accrétés en des décollements à pendages opposés faibles. Des systèmes de failles intracratoniques parallèles au rift, et parallèles à la transformation, pénètrent vers l’intérieur de la croûte continentale à partir de la marge de rift. Les âges des roches ignées syn-rift, entre 765 Ma et 530 Ma, témoignent d’une activité de rifting diachronique non-systématique le long de la marge japétienne. Des empilements sédimentaires syn-rifts montrent des variations abruptes d’épaisseur d’une faille transformante à l’autre, et des concentrations de roches ignées syn-rifts se répartissent le long des systèmes de failles transformantes et de failles intracratoniques parallèles. Les accumulations les plus épaisses de carbonates de plateforme de marge continentale passive se trouvent le long des marges de cisaillement et dans les bassins de marge continentale le long de failles transformantes, de même qu’au long des systèmes de failles intracratoniques parallèles, évoquant une subsidence anormalement forte le long des failles transformantes. Le long de la bande orogénique ordovicienne-permienne Appalaches-Ouachita, une gamme diachronique de prismes clastiques synorogéniques remplit les bassins d’avant-pays, attestant d’une subsidence par flexure lithosphérique d’origine tectonique. Les plus grandes épaisseurs de prismes clastiques synorogéniques à tous les âges sont toujours situées dans les bassins d’avant-pays le long des marges transformantes, et vers l’intérieur, à partir des intersections des failles transformantes avec la marge de rift, indiquant une lithosphère systématiquement plus fragile le long des failles transformantes. Les propriétés particulières et le comportement généralisés de la lithosphère le long des failles transformantes dans les contextes tectoniques successifs sont la marque de contrôles fondamentaux sur l'héritage tectonique des failles transformantes. Les modèles récents de rifting continental comportent une extension ductile de la lithosphère mantellique sous l’extension cassante de la croûte; le domaine d'extension ductile de la lithosphère mantellique peut s’étendre significativement vers l’intérieur de la marge de divergence de la croûte cassante, d’où les failles d'extension parallèle au rift, à l’intérieur de la croûte de la marge de divergence. Un décalage de transformation de rift de la croûte comporte un décalage du même genre de l’extension ductile de la lithosphère mantellique, ce qui implique un différentiel de flux ductile sur les bords opposés de la transformation, d’où cette fabrique d’extension parallèle à la transformation. L’extension parallèle à la transformation de la lithosphère mantellique fournit un mécanisme qui explique les systèmes de failles transformantes parallèles dans la croûte continentale. Les études de l’anisotropie sismique montre les grandes vitesses de propagation parallèles aux failles de transformations, ce qui indique une orientation systématique des cristaux induite par une extension répartie selon les cassures transformantes dans la lithosphère mantellique.

Dans cette étude, nous avons simulé numériquement l’influence de la vitesse de rotation du positionnement des chicanes et des cisaillements des parois sur le transfert de chaleur par convection mixte dans une cavité carrée. La paroi verticale gauche est chauffée à une température constante plus élevée que celle de la paroi verticale droite Th<Tc et les deux parois horizontales sont adiabatiques. La méthode des volumes finis est utilisée pour résoudre les équations gouvernantes dimensionnelles. La vitesse de cisaillement est déterminée pour un nombre de Richardson Ri=10, la vitesse de rotation du corps solide est comprise entre 10 et 40 rd/s. Le nombre de Grashof Gr est fixé à 105 et le nombre de Prandtl Pr est maintenu constant 0.71. Les résultats obtenus dans cette étude montrent que, l’influence de la vitesse de rotation est présente pour les configurations avec chicane, en outre, le nombre de Nusselt moyen Numoy prend des valeurs maximales pour la configuration sans chicanes.

Les couches de melange compressibles sont traitees numeriquement dans deux configurations bidimensionnelles differentes: plane et cylindrique. Le fluide simule est barotrope. Le cisaillement de vitesse utilise, comportant un point d'inflexion, est particulierement instable aux perturbations infinitesimales dans le cas incompressible en geometrie plan-parallele: instabilite de kelvin-helmholtz. Apres avoir retrouve les principaux resultats qualitatifs de l'instabilite de kelvin-helmhotltz, l'impact quantitatif de la forte viscosite du code (necessaire pour dissiper correctement l'energie des petites echelles) sur les phases lineaire et non lineaire de l'instabilite a ete evalue. Il a ete observe que, a un nombre de mach donne, l'interaction entre tourbillons par appariements se produit uniquement lorsque l'epaisseur du cisaillement de base augmente dans le temps, notamment en raison de la dissipation visqueuse si le profil n'est pas entretenu. Cette cascade inverse d'energie se poursuit jusqu'a saturation par les parois. L'augmentation de la compressibilite a permis d'etudier l'extinction de l'instabilite de kelvin-helmholtz et de mettre en valeur des instabilites supersoniques propagatives. Le nombre de mach critique depend du nombre de reynolds. Les taux de croissance de l'instabilite de kelvin-helmholtz sont egalement reduits par la mise en rotation du fluide. Par contre, l'instabilite centrifuge, peu connue, tire profit de cette rotation a la condition que l'anneau interieur tourne beaucoup plus rapidement que l'anneau exterieur. De plus, il a ete montre que son taux de croissance lineaire augmente avec la compressibilite du milieu. Celle-ci favorise les petites frequences. Des structures depressionnaires centrees sur le rayon du cisaillement, de meme vorticite que celle du cisaillement persistent dans le temps. Des ondes spirales, emises par ces structures, s'etendent dans tout le domaine. Les resultats numeriques sont compares a ceux d'experiences russes de laboratoire. Cette instabilite pourrait etre a l'origine des spirales observees dans certaines galaxies spirales

Cette thèse vise à étudier les propriétés thermo-poro-mécaniques de roches de faille, à partir de l'analyse structurale et microstructurale d'une faille aujourd'hui à l'affleurement et à partir d'expériences menées en laboratoire, en vue de déterminer les processus qui contrôlent l'efficacité de deux mécanismes responsables de d'affaiblissement cosismiques : la pressurisation thermique et le mécanisme d'affaiblissement par drainage. L'étude de terrain a été conduite sur deux affleurements appartenant à une faille décrochante potentiellement active appartenant au système de failles du Chugoku occidental (Japon) : la faille d'Usukidani. Le travail expérimental a quant à lui été mené dans le laboratoire de déformation des roches de l'Université de Kyoto. Les résultats majeurs de ce travail sont exposés ci-dessous.
Les propriétés hydrologiques et poro-élastiques de la gouge et de la brèche de la faille d'Usukidani ont été determinées à partir d'échantillons prélevés sur le terrain. Ces données hydrauliques ont ensuite été utilisées dans un modèle numérique afin d'évaluer l'importance du phénomène de pressurisation thermique dans le cas d'un glissement cosismique le long de la zone de glissement principale et le long de zones de glissement secondaires. Les résultats de cette modélisation suggèrent que le mécanisme de pressurisation thermique n'est efficace que si la rupture reste localisée le long des zones de glissement contenant de la gouge, avec comme facteur de contrôle l'épaisseur de cette zone de glissement.
Afin d'identifier les processus dynamiques particulaires responsables de l'affaiblissement cosismique dans la zone de glissement, plusieurs essais de friction ont été menés sur une machine à cisaillement annulaire. Ces expériences ont été conduites à des vitesses cosismiques (équivalentes à 0,09, 0,9 et 1,3 m/s) en conditions humides ou conditions sèches. Les données obtenues montrent que quelles que soient les conditions d'humidité initiales, les failles simulées montrent toutes un affaiblissement lors du déplacement. Un examen détaillé des microstructures des gouges cisaillées obtenues une fois l'équilibre frictionnel atteint permet de définir deux types de microstructures impliquant deux régimes de déformation : un régime de déformation par roulement avec la formation d'agrégats argileux, et un régime de déformation par glissement avec la formation d'une zone de cisaillement complexe localisée à l'interface gouge-éponte. L'affaiblissement observé lors des expériences semble être lié à une diminution de la proportion de grains roulants par rapport à celle de grains glissants, et semble être favorisé par le développement des agrégats argileux, lesquels sont contrôlés par la teneur en eau.
A partir d'un modèle numérique (P2 FEM) et des données de contrainte cisaillante obtenues lors des essais de friction, il a été possible de calculer l'évolution de la température de la gouge en fonction du déplacement. Les résultats suggèrent que la distance dc pourrait représenter la distance nécessaire à une faille pour produire et diffuser assez de chaleur afin de casser les ponts d'eau capillaire (forces d'adhésion) et ainsi permettre à l'eau contenue dans la gouge d'être libérée. Ce mécanisme est appelé mécanisme d'affaiblissement par drainage.

La vitesse de propagation des ondes de cisaillement, V[indice inférieur s], est une propriété caractéristique du sol dans le domaine élastique. Elle est directement reliée au module de cisaillement maximal en ne faisant intervenir uniquement que sa masse volumique. V[indice inférieur s] est mesurée à très petites déformations et en conséquence, il s'agit d'un paramètre qui permet de caractériser le sol d'un point de vue mécanique, sans affecter ses propriétés. L'intérêt de l'utilisation de V[indice inférieur s] comme paramètre de caractérisation géotechnique devient de plus en plus important, surtout avec le développement des méthodes de mesures in situ de ce paramètre, notamment celles utilisant les ondes de surface, qui s'effectuent sans intrusion. Or, pour tirer pleinement avantage des mesures de V[indice inférieur s] in situ, il est essentiel de caractériser en laboratoire les sols en termes de V[indice inférieur s] en fonction des propriétés géotechniques plus usuelles comme par exemple l'indice des vides, la résistance au cisaillement, la contrainte de préconsolidation, etc. Les principales méthodes de mesures de V[indice inférieur s] en laboratoire sont revues.La popularité des bilames piézoélectriques s'explique par la simplicité apparente du concept et de l'appareillage, et par la possibilité d'utiliser ces dispositifs dans la plupart des essais usuels. Les limitations associées à l'utilisation de ces dispositifs sont par ailleurs abordées, tant du point de vue des équipements que de l'interprétation des mesures qui se traduisent par des imprécisions importantes, inacceptables dans une perspective de caractérisation. Il est donc apparu pertinent de proposer une configuration originale d'éléments piézoélectriques et nécessaire d'établir une nouvelle méthode d'interprétation. Des modélisations numériques de même que neuf essais de consolidation dans une cellule oedométrique spécialement équipée d'anneaux piézoélectriques ont permis de développer le concept et de tester différentes méthodes d'interprétation.La méthode d'interprétation proposée reconnaît l'existence d'un déphasage qui doit être pris en compte.La performance du nouveau système est démontrée à l'aide de modélisations numériques et de deux essais additionnels en laboratoire impliquant plusieurs séquences de chargement/déchargement sur deux échantillons argileux différents. Le système proposé permet de mesurer V[indice inférieur s] avec plus de précision et de fiabilité sur un échantillon très court, soit environ 1,5 cm de hauteur, comme ceux normalement utilisés dans un essai de consolidation sur l'argile. Des mesures de V[indice inférieur s] pourront être examinées notamment en fonction de l'état de densité du sol, dans une perspective de valorisation de ce paramètre pour fins de caractérisation.

Les réponses des sols aux diverses sollicitations qu'ils subissent à l'état naturel sur site sont multiples et dépendent de nombreux facteurs tel que leur nature, le domaine de sollicitation, la présence d'eau et plusieurs autres facteurs (état de contrainte, présence de cavités, etc.). La connaissance du domaine des petites et moyennes déformations pour le dimensionnement de nombreux ouvrages sur des dépôts de sols argileux ou sableux est d'une grande importance. La détermination des propriétés mécaniques des sols dans le domaine des petites déformations est néanmoins importante dans plusieurs applications en géotechnique. Le besoin de déterminer le module de cisaillement des sols à faibles déformations a conduit au développement de différents outils d'investigation.Les outils non intrusifs basés sur la propagation des ondes de surface permettent de s'affranchir des problèmes de remaniement du sol et la détermination des paramètres fondamentaux (G[indice inférieur max]) du sol dans leur vrai état des contraintes. L'étude menée dans ce travail se résume essentiellement en deux volets. Une présentation détaillée, des différentes méthodes et techniques qui déterminent la vitesse d'onde de cisaillement V[indice inférieur s] lors de la caractérisation des sols, est faite en premier stade. On se focalise à décrire le dispositif des bilames piézo-électriques (utilités, avantages et limitations). En second volet, on se consacre sur la caractérisation des sols granulaires au moyen de V[indice inférieur s]. Des simulations numériques illustrées par des essais aux laboratoires sur un modèle simplifié de la cellule oedométrique équipée du dispositif des anneaux piézo-électriques, ont été dirigés. En considérant trois sols pulvérulents de différentes propriétés granulométriques, on a pu voir les difficultés d'interprétation des résultats suivant les méthodes directes dans le domaine temporel. Alors que, des résultats traités dans le domaine fréquentiel se sont avérés plus réalistes.

La définition de la géométrie du foret et le calcul des efforts de coupe générés pendant le perçage occupent une place centrale dans les travaux de modélisation. Ces informations sont indispensables pour étudier de nombreux problèmes liés au perçage. Ces travaux ont pour but de proposer une modélisation thermomécanique du perçage en utilisant le modèle de la coupe oblique développé et validé au LPMM. Le calcul des efforts de coupe est conduit à partir des angles et des conditions de coupe, du comportement du matériau usiné et des conditions de frottement à l'interface outil-copeau. Après le calcul des angles de coupe moyennant un modèle géométrique développés dans ce travail en se basant sur une définition CAO du foret, les arêtes de coupe sont décomposées en arêtes élémentaires en position de coupe oblique. Le modèle thermomécanique est ensuite appliqué après certaines modifications apportées pour tenir compte des caractéristiques du perçage. Des résultats expérimentaux en termes d'efforts de coupe sont présentés et comparés à ceux calculés par le modèle. Ces esais permettent d'analyser la pertinence du modèle et de valider. Enfin, une première étude d'optimisation de la géométrie du foret est présentée. Pour mieux comprendre les phénomènes accompagnant le perçage, des simulations de coupe orthogonale 2D et du perçage en 3D par la méthode EF ont été effectuées. L'approche numérique fournit une analyse complète et des informations sur le champ des contraintes, des températures, sur la morphologie et l'écoulement des copeaux, mais ces calculs requièrent énormément de temps. Les deux approches peuvent être considérés complémentaires pour l'optimisation du perçage
The determination of the cutting forces generated during the drilling operation is an essential step in the drilling optimisation. This information is crucial for the cutting conditions determination and the tool definition. The aim of this work is to propose a predictive thermo mechanical model for the drilling process. This model is based ont the thermo mechanical oblique cutting model developed and validated in the LPMM laboratory. The parameters used in this model are the cutting angles, the cutting conditions, the behaviour of the workpiece materials and the friction conditions on tool-chip interface. After the determination of the cutting angles from the CAD definition of the drill using a mathematical geometrical model developed in this work, the cutting edges are decomposed into a series of linear oblique cutting edges. A modified version of the thermo mechanical model is then apllied on each elemental cutting edge in order to calculate the elemental cutting forces, and then the global thrust and torque are determined. Experimental dry drilling tests were performed in order to validate the presented model. The calculated and measured global torque and thrust were compared, a good agreement was obtained. In the last section a numerical model using the finite element method with two commercial codes are presented. 2D orthogonal cutting and 3D drilling simulations were carried out. Numerical simulation provides interesting information on the chip formation and on the temperature and stress distributions but the calculations are time consuming. The two proposed methods may be used as complementary approaches to optimize cutting conditions and drill geometry

La détermination de la vitesse de propagation des ondes de cisaillement (Vs) dans un sol est fondamentale dans tous les problèmes en dynamique des sols. Plusieurs techniques permettent la mesure de Vs dans les sols. En effet, le paramètre Vs permet la caractérisation et l'évaluation du potentiel de liquéfaction des sols granulaires. Cependant, indépendamment de la technique de mesures utilisées, plusieurs valeurs de Vs peuvent être obtenues. Cette diversification peut se justifier par plusieurs facteurs, notamment la granulométrie. D'où cette étude qui porte sur l'influence de la granulométrie sur la vitesse des ondes de cisaillement des sols granulaires. Dans ce mémoire de maîtrise, l'effet des éléments caractéristiques des sols granulaires (D[indice inférieur 50], e, Cu, [sigma][indice inférieur m]) sur la vitesse des ondes de cisaillement est étudié. Quatre types de sols granulaires ayant des propriétés granulométriques différentes sont considérés. Il s'agit de : (1) Le sable d'Ottawa (C-190) (D[indice inférieur 50] = 0,37 mm et Cu=1,96), (2) Le sable de Milby qui est un sable très fin ((D[indice inférieur 50] = 0,247 mm et Cu= 3,2), (3) Le sable Eastman (D[indice inférieur 50] = 0,6 mm et Cu = 11,05) et (4) Le Till Eastman (D[indice inférieur 50] = 0,1 mm et Cu = 22). Les essais en laboratoire ont été réalisés sur une cellule oedométrique équipée d'un dispositif d'anneau piézoélectrique qui permet de déterminer à la fois la valeur le module oedométique (Eoed) à partir de la cellule et la mesure de Vs à partir de l'essai ring actuator développé à l'université de Sherbrooke. Il ressort de cette étude que la vitesse des ondes de cisaillement augmente avec l'augmentation du D[indice inférieur 50]. De plus, cette étude révèle qu'il existe une corrélation directe entre le module oedométrique et le module de cisaillement Gmax. Cette corrélation peut se traduire par une fonction de la forme de la forme Eoed / Gmax = f([sigma]).

Afin d'augmenter leur productivité, certains industriels de la découpe mécanique s'intéressent à un procédé émergeant : le cisaillage grande vitesse. Pour ce procédé, la vitesse du poinçon atteint 10m/s alors que cette vitesse ne dépasse pas 0,1 m/s pour le cisaillage conventionnel. Cependant, même si la qualité des découpes obtenues se rapproche celle du cisaillage fin, l'apparition de phénomènes dynamiques mal compris rend aujourd'hui délicat le déploiement du cisaillage grande vitesse. Dans ce travail de thèse nous proposons d'aller vers une meilleure maîtrise de ce procédé en utilisant aussi bien des moyens expérimentaux que numériques. Ainsi un dispositif expérimental instrumenté a été mis au point afin d'observer finement les phénomènes présents lors de la découpe. Ce dispositif conserve des similitudes avec les moyens industriels et comprend notamment un poinçon dont la section varie et une matrice solidaire d'un tube de Hopkinson pour la mesure des efforts de cisaillage. Cette mesure a comprend un traitement spécifique afin de corriger des effets dynamiques présents dans la matrice. Ce traitement, qui nécessite une calibration du banc, a été validé grâce à une modélisation numérique unidimensionnelle. Des observations du faciès de rupture ont permis de mettre en évidence la présence de bandes de cisaillement adiabatiques, signature d'une augmentation localisée importante de la température. Par ailleurs, une modélisation thermomécanique du comportement de l'acier C40 (loi de Johnson-Cook) a été réalisée et utilisée dans un code de simulation utilisant une approche C-NEM (Constrained Natural Element Method) pour reproduire les cisaillages observés sur le banc. Une étude comparative simulation/expérimentation a ainsi pu être effectuée
To increase their productivity, blanking professionals are interested by an emerging process: the high speed blanking. For this process, the punch speed reaches10m/s whereas this speed does not exceed 0,1m/s for conventional blanking process. However, even if the quality of the obtained surfaces is close to those obtained with fine blanking, the occurence of hard dynamic phenomena makes difficult the deployment of the high speed blanking process. This work proposes to better control this process using experimentations and numerical simulations. An instrumented device has been designed to observe in detail the existing phenomenon during cutting. This device is similar to the industrial one. It includes a punch with non-constant sections and a matrix linked to an Hopkinson's tube in order to measure the blanking cutting forces. This measure requires a specific treatment to correct dynamic effects present in the matrix during the cutting. This treatment, which uses a calibration of the device, was validated thanks to a one-dimensional numerical model. Many observations made on the blanked surfaces have shown that adiabatic shear bands (ASB) can take place. A thermo-mechanical constitutive model (Johnson-Cook's law) of the C40 steel has been identified and used into simulations to reproduce real experimentations. The used simulation is based on a C-NEM approach (Constrained Natural Element Method). A comparative study between simulation and experimental results has been done. Results show a good correlation with experimental tests

Ce travail a pour objectif la mise en place d'outils destines a quantifier les principales grandeurs caracteristiques des ecoulements de fluides viscoelastiques dans des conduites presentant des distributions periodiques de brusques variations de section. A cette fin, nous avons developpe une methode de derivation numerique des composantes du vecteur vitesse, obtenues par traitement d'image de visualisation d'ecoulement. Ces valeurs sont ensuite optimisees afin de satisfaire au mieux a des criteres physiques et mathematiques comme l'equation de continuite ou la continuite des derivees partielles. A partir des valeurs ainsi obtenues, nous calculons les grandeurs caracteristiques de l'ecoulement comme la vorticite, les vitesses de cisaillement et d'elongation, la pression et la contrainte. Nous avons ensuite applique cette methode aux ecoulements plans, en conduite, de cinq fluides que nous avons modelises rheologiquement. Nous avons ainsi pu constater les effets de l'indice d'amincissement des fluides utilises sur les profils des vitesses ainsi que celui de l'elasticite sur les temps d'etablissement hydrodynamique des ecoulements