Rozprawy doktorskie: „Résistance de frottement”

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Marchand, Anne-Sophie. "Etude de la résistance thermique de contact à l'interface de solides déformables en frottement". Lyon, INSA, 1998. http://theses.insa-lyon.fr/publication/1998ISAL0113/these.pdf.

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L'objectif de ce travail était d'introduire dans les codes de calcul de mise en forme des paramètres thermiques d'interface outil-lopin prenant en compte leur dépendance vis-à-vis de l'ensemble des paramètres thermo-physiques et rhéologiques. L'étude numérique proposée, a été fondée sur un modèle microscopique du contact dans lequel, l'outil parfaitement rigide crée, par son déplacement, une vague plastique déformable à la surface du lopin. Elle a permis de déterminer des expressions analytiques de la Résistance Thermique de Contact (RTC) en fonction des paramètres géométriques du contact et des propriétés des matériaux et du lubrifiant. Un dispositif expérimental a été mis en place pour valider les corrélations dans le cas de contacts secs. Une validation supplémentaire a été réalisée en comparant les RTC issues des corrélations aux résultats obtenus à partir de modèles de contact existants. Les corrélations ont été introduites dans le code de calcul de mise en forme POLLUX, qui considérait jusqu'à présent une
A numerical study is realised to estimate the Thermal Contact Resistance (TCR) between the tool and the workpiece during forming processes. The approach is based on a thermo-mechanical microscopic model of the contacting surfaces which assumes that during the relative motion between the tool and the workpiece, the perfectly rigid tool asperities create plastic waves on the workpiece contact surface. Empirical relationships are proposed, to determine the TCR as a function of the interface geometry and the thermal properties. The predictive capability of the relationships is obtained by comparing its outputs with the TCR determined from the numerical calculation. Furthermore, an experimental set up is designed so as to compare the experimental and the numerical values of the TCR and to validate the correlations for dry contacts. Another validation is also done by comparing the results with other thermal models for a particular geometry. These correlations are introduced in the numerical code of hot forming processes

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Aliouche, Djamel. "Contribution à l'étude des mécanismes de frottement des étoffes". Mulhouse, 1991. http://www.theses.fr/1991MULH0189.

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Après traitement de séchage sur tambour, ou par percussion d'air à grande vitesse, les étoffes prennent un mauvais toucher. Au contraire, le sèche-linge donne un excellent toucher. Nous avons essayé d'expliquer ce phénomène. Lorsque l'on comprime une étoffe, on a un phénomène qui a une allure hyperbolique puisque l'on a une pseudo asymptote. Mais, phénomène intéressant, cette asymptote traduit l'arrangement des filés. Ainsi, un tricot ou un non-tissé se comprime moins qu'un tissu qui a toujours une masse volumique inférieure à celle d'un film. La pente de la compression est une traduction de la pilosité, et, en particulier pour les très faibles pressions, cette pente est très différente d'un tissu à l'autre, selon la façon dont il est produit. La friction sous faible pression et à faible vitesse (friction du toucher) donne exactement les mêmes résultats que la compression et, de toute évidence, les résultats obtenus montrent une influence très marquée de la pilosité ; ainsi, sur non-tissé très léger, la friction est quasi proportionnelle à la masse surfacique. Lorsque l'on traite un tissu sur tambour, on écrase sa pilosité, au contraire, le tumbler exalte cette pilosité. Lorsque l'on sèche un textile, on croit qu'il devient plus rêche, et on a souvent attribué cette modification au module de flexion. Or, ce modèle ne change pas, alors que la pilosité semble être la seule caractéristique du tissu qui soit autre

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3

Bollo-Kamara, Nicholas Odunola. "Étude de la mobilisation du frottement d'un géotextile sollicite en traction dans un milieu analogique bidimensionnel". Lyon, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAL0071.

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Le travail présenté comporte des éléments contribuant à la compréhension du phénomène du frottement régissant le comportement d'un géotextile sollicité en traction. Une partie bibliographique est destinée à faire le point sur l'état actuel des connaissances sur le frottement à l'interface sol-géotextile, à travers des essais d'extraction et des essais de frottement à la boîte de cisaillement. Une étude phénoménologique sous forme de modélisation analytique conduit à des lois d'ancrage permettant de déterminer le comportement une nappe géotextile sollicité en traction dans un milieu pulvérulent. Ces lois permettent une exploitation des essais réalisés dans la quatrième partie, en vue de déterminer les paramètres de la loi de comportement à l'interface. L' étude expérimentale comprend : - des essais d'extraction dans un modèle analogique bidimensionnel (rouleaux de SCHNEEBELI) - des essais de frottement plan à la boîte de CASAGRANDE, qui permettent de servir d'éléments de comparaison avec les essais d'extraction
This thesis contributes to the understanding of the mechanism (friction) governing the behaviour of fabrics (geotextiles) subjected to tensile forces. A review of existing literature on friction mobilisation at soil-geotextile interface as well as test methods (shear and pull out or extraction) with respect to the latter are presented. A theoretical analysis of the behaviour of geotextiles under extraction in non cohesive soils is arso resented. The resulting constitutive relationships provide the basis for the exploitation of the pull out tests carried out to determine the interface law parameters. The experimental study includes pull out tests in a bidimensional analogue model (SCHNEEBELI's cylindrical steel rollers), and friction tests using shear equipement for an eventual comparison with the extraction test results

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Ben, Abdallah Adel. "Influence de la microstructure et des propriétés des matériaux céramiques sur leur résistance à l'usure et leur comportement en frottement". Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1990. http://www.theses.fr/1999ECDLA021.

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5

Benkhalifa, Mohamed Tai͏̈eb. "Ecoulement visqueux de diffusion binaire dans un pore : application à la détermination du coefficient de diffusion équivalent dans un milieu poreux". Poitiers, 1994. http://www.theses.fr/1994POIT2327.

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Le phenomene de transport de masse constitue par le mecanisme de la diffusion binaire visqueuse de gaz a ete analyse finement au niveau d'un pore microscopique. Le phenomene de recirculation d'air est quantifie numeriquement dans un pore cylindrique en tenant compte de l'influence du fond et des parois. Les forces de viscosite le long des parois freinent la diffusion et l'on montre l'ecart a la solution de reference dite de stefan sans viscosite avec un air stagnant. Les flux d'air qui descendent le long des parois du pore montrent la possibilite d'une oxydation des composes qui impregnent la structure, comme par exemple les tanins du bois. Un fluide, diffusant dans un milieu poreux, passe a travers des capillaires microscopiques et subit deux types de resistances a la diffusion: une resistance reguliere due aux frottements visqueux aux parois de ce capillaire et une resistance singuliere due aux changements de sections. Les resultats numeriques de l'evaluation de ces resistances au niveau du pore sont utilises pour predire le coefficient de diffusion equivalent d'un assemblage de pores reconstituant des milieux poreux periodiques. On constate un bon accord avec des experiences issues de la litterature. L'effet de la viscosite est loin d'etre toujours negligeable pour la diffusion gazeuse en milieu poreux

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6

Champagne, Karine. "Contribution à l'étude des paramètres de résistance au cisaillement des barrages en béton du Québec". Mémoire, Université de Sherbrooke, 2012. http://hdl.handle.net/11143/5512.

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Au Québec, il existe près de 6000 barrages et ouvrages régulateurs dont il est nécessaire d'assurer la sécurité et la stabilité. Les barrages-poids en béton, concernés par cette étude, sont soumis à plusieurs sollicitations telles que la poussée des eaux et l'action des sous-pressions. Ces sollicitations peuvent entraîner le cisaillement de l'ouvrage selon qu'elles se développent au sein d'une ou plusieurs interfaces suivantes: contact béton-béton, interface béton-roc de fondation et discontinuités roc-roc. La résistance au cisaillement de ces matériaux est gouvernée par leur friction et leur cohésion. La détermination de ces paramètres est donc primordiale dans l'établissement de la stabilité d'un barrage-poids en béton. Pour répondre à cette problématique, ce projet de maîtrise s'est concentré sur les paramètres de résistance au cisaillement (principalement l'angle de friction et la cohésion) des différentes interfaces des barrages, obtenus à partir des essais de résistance au cisaillement. Une base de données comportant plusieurs centaines d'essais a été constituée à partir de rapports d'essais de résistance au cisaillement disponibles sur des barrages-poids en béton du Québec.Au total, des essais provenant de 30 barrages-poids en béton, 4 carrières et 2 projets de barrages ont été incorporés dans la base de données. Ces ouvrages, construits entre 1911 à aujourd'hui, ont été investigués dans les années 1985 à 2010. Les données recueillies ont permis d'établir que plusieurs variables semblaient influencés [i.e. influencées] par la résistance au cisaillement. Les facteurs influençant les paramètres de résistance au cisaillement (tels que la nature du roc, la rugosité, l'effet d'échelle, la granulométrie, l'altération, etc.) ont été étudiés par des analyses statistiques. Notamment, les analyses en composantes principales ont permis d'établir des corrélations entre les différentes variables et les données d'essais, tandis que les classifications ascendantes hiérarchiques ont regroupé les données semblables et contribuer [i.e. contribué] à mieux comprendre les relations entre les variables. Plus particulièrement, ce sont les relations entre les paramètres de résistance au cisaillement et les types de roches formant les fondations rocheuses des barrages du Québec qui étaient recherchés [i.e. recherchées]. Les principaux résultats de ces analyses ont été les suivants : (1) Il n'existe pas de relation linéaire (c'est-à-dire directe) entre les paramètres de résistance au cisaillement et les divers types de rocher de fondation ; (2) Il n'y a pas d'effet d'échelle sur les résultats à l'échelle de l'éprouvette de laboratoire ; (3) Il existe une corrélation importante entre les paramètres de résistance au cisaillement et les paramètres de rugosité des épontes. Cette étude a donc permis de mieux comprendre le comportement au cisaillement des interfaces d'un barrage-poids en béton et d'établir que le facteur prépondérant demeure relié à la morphologie des épontes des discontinuités. En outre, certaines modifications à la méthodologie actuelle pour la détermination des paramètres de résistance au cisaillement ont été proposées, permettant d'approfondir les relations avec la rugosité des épontes.

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Detourbe, Sylvie. "Contribution à l'étude des traitements mixtes de nitruration et d'oxydation assistés par plasma en vue d'améliorer la résistance à la corrosion atmosphèrique des aciers". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1989. http://www.theses.fr/1989NAN10399.

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Dans ce travail, nous avons cherché différentes solutions compatibles avec les traitements sous décharge électrique afin d'obtenir des couches mixtes de nitrures et d'oxyde de fer (magnétite). Afin de comparer leur comportement, nous avons réalise des études structurales des configurations obtenues, pour différents aciers faiblement alliés. La teneur en oxygène de ces couches a pu être vérifiée par analyses par spectrométrie optique à décharge luminescente : elles ont permis de montrer des variations sensibles de la teneur en éléments métalliques résiduels ou additionnels (Si, Ni, Cr. . . ) avec une accumulation de ces composés à l'interface oxyde-métal et à l'interface oxyde-nitrure. Ces résultats ont été confirmés par spectrométrie de masse d'ions secondaires. Des lames minces réalisées en sens travers et examinées en microscopie électronique à transmission ont permis de caractériser les interfaces oxyde-nitrure. Des tests de corrosion en milieu naturel et des mesures électrochimiques ont permis d'étudier la tenue à la corrosion des différentes couches de nitrures obtenues

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Le, Thiet Trung. "Etude du processus de vibrofonçage d'inclusions cylindriques en chambre d'étalonnage : application aux pieux". Marne-la-vallée, ENPC, 2005. https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001557.

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Meheux, Mathilde Odile Anne. "Influence des additifs de lubrification sur la formation de tribofilms, le coefficient de frottement et la durée de vie en fatigue des roulements". Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2009. http://www.theses.fr/2009ECDL0001.

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Dans les boîtes de vitesses manuelles, engrenages, roulements et synchroniseurs sont lubrifiées par une unique huile sélectionnée d'après les spécifications engrenages. Des endommagements de fatigue de contact relatifs à l'utilisation de lubrifiants ont été rapportés. Plusieurs explications peuvent être considérées, mais nous nous attarderons sur les effets liés à l'emploi des additifs de lubrification. Comme cela a été expliqué dans la bibliographie, le lubrifiant (huile de base et additifs) peut réagir à la surface des pièces comme sur les faces des fissures débouchant. La fragilisation par hydrogène est un phénomène connu, mais il n'a pas été clairement établi si la présence de tribofilms et/ou l'adsorption d'additifs pouvaient contribuer à l'initiation et/ou à la propagation des fissures de fatigue. L'influence de la formulation du lubrifiant a été évaluée à l'aide d'essais de fatigue accélérés (réalisés à l'aide d'une machine bidisque) effectués en conditions de roulement pur et de glissement. En roulement pur, le lubrifiant formulé à l'aide du détergent génère une réduction de la durée de vie par rapport aux autres lubrifiants testés. Le tribofilm formé à la surface des galets a été étudié à l'aide de techniques d'analyse de surface (EDX, AES). Des similitudes en terme de composition élémentaire et d'épaisseurs ont été constatées entre ces tribofilms et des tribofilms modèles générés dans un contact bille disque (Mini Traction Machine). Ce dernier fut employé pour l'étude de la formulation du lubrifiant sur la formation de tribofilms. Le détergent semble être un additif-clé nécessaire à la génération d'un tribofilm épais. En n, le contenu chimique d'une fissure a été analysé. La coupe transversale réalisée par usinage ionique (FIB) a autorisé l'analyse EDX de ses faces de la surface à la pointe. Des éléments d'additifs ont été détectés. Si la durée de vie en glissement n'a pas beaucoup varié d'une formulation à l'autre, la présence d'additifs dans la fissure permet de formuler l'hypothèse suivante : le contenu chimique d'un lubrifiant peut influencer la propagation des fissures
Gears, rolling bearings and synchronizers are lubricated with a single oil, selected according to gear specifications in manual transmissions. Lubricant related Rolling Contact Fatigue (RCF) damage has been reported in bearings. Several explanations can be considered, but this work focuses on the effect of lubricant additives. As explained in the literature, the lubricant (base oil and additives) can react at the surface of the test pieces and/or on the fatigue crack faces open to the oil. Some effects like hydrogen embrittlement are known, but it has not been clearly established yet whether the presence of tribofilms and the adsorption of additives contribute to the initiation and/or propagation of fatigue cracks. The influence of lubricant formulation on fatigue life has been evaluated using accelerated fatigue tests (on a twin disc machine) performed under pure rolling and sliding conditions. Under pure rolling, the detergent containing oil generates a reduction of fatigue life compared with the other oils tested. The tribofilm formed at the surface of the discs was studied using surface analysis techniques (EDX, AES). It shows similarity in terms of elemental composition and thickness with model tribofilms generated in a ball on disc tribometer (Mini Traction Machine). The latter was used to evaluate the influence of lubricant formulation on tribofilm formation. The detergent seems to be a key additive generating a thick surface tribofilm. Finally, the chemical content of a crack was analysed. A FIB cross section allowed EDX analysis of the faces. Additive elements were found. Fatigue life did not vary much between the formulations tested under sliding conditions, but the presence of additives in the crack allows the following hypothesis : the chemical content of a lubricant can influence crack propagation

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Tcheukam, Toko Denis. "Étude de la couche limite générée par l'action de la houle et/ou du courant sur fond hydrauliquement lisse : application au transport sédimentaire". Le Havre, 1997. http://www.theses.fr/1997LEHA0001.

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Afin d'apporter une contribution à l'étude des problèmes liés au transport sédimentaire tels que l'envasement des ports, la pollution des plages, l'érosion des côtes, etc. Nous avons effectué une étude expérimentale portant sur la couche limite sur un fond hydrauliquement lisse générée par le courant seul, la houle seule, et l'interaction houle-courant (la houle et le courant se propageant dans le même sens). Une analyse bibliographique sur les études de couche limite est représentée dans le chapitre I. La description de la technique expérimentale est présentée dans le chapitre ii. Les chapitres III, IV & V représentent les résultats obtenus en courant seul, houle seule, et en houle combinée au courant, et leurs comparaisons avec les résultats analytiques et numériques. Pour finir, une analyse de ces résultats en application au transport de sédiments et une conclusion générale ont été représentées. La plateforme expérimentale est constituée d'un canal à houle/courant de 25 m de long et 0,8 m de large. La hauteur d'eau moyenne est de 0,27 m pour les différents essais effectues. Les mesures de vitesse sont faites par vélocimétrie doppler laser à deux composantes à la mi-distance des deux parois latérales. Après une première série d'essais sur plusieurs sections le long du canal, plusieurs autres essais ont été effectués à 11 m du filtre place dans la partie amont du canal. Les résultats obtenus sont en accord avec les résultats classiques analytiques, numériques, et expérimentaux. Ils mettent en évidence un modèle de longueur de mélange dans la couche limite générée par le courant seul, et montrent une présence de la turbulence et l'apparition des instabilités (à certaines phases) dans la couche limite générée par la houle seule sur fond lisse à de faibles nombres de Reynolds. On observe dans les cas houle combinée au courant, une décroissance de la rugosité hydraulique quand l'amplitude de la vague augmente. Ces résultats permettent enfin de justifier les implications que peuvent avoir la couche limite sur le transport de sédiments

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Gerthoffert, Jonathan. "Prévision des performances de freinage des avions sur les pistes contaminées à partir des mesures de frottement". Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2017. http://www.theses.fr/2017ECDN0018.

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Les performances de freinage des avions sont fortement dépendantes de l’état de surface des pistes et la présence d’eau sur la piste peut sévèrement dégrader ces performances. Les exploitants d’aéroports ont alors l’obligation d’informer les pilotes sur l’état de surface de la piste afin que ces derniers puissent estimer leur distance d’atterrissage. Les appareils de mesure du frottement sont un outil largement utilisé pour caractériser l’état de surface de la piste. Cependant, les résultats de mesure de ces appareils sont dépendants de la vitesse, de la masse, des dimensions des pneumatiques et de leur pression de gonflage… L’effet d’échelle existant entre les appareils de mesure du frottement et les avions explique que le coefficient de frottement mesuré par ces appareils n’est pas représentatif des coefficients de freinage des avions. La démarche développée dans cette thèse consiste à construire une fonction de transfert entre l’appareil de mesure du frottement et l’avion à partir d’une modélisation des efforts dans l’aire de contact pneumatique/chaussée. Un modèle physique, le modèle Brosse, a été adapté au cas des pistes mouillées ou inondées. Un modèle spécifique a été développé pour décrire l’effet de l’eau sur la longueur de l’aire de contact et la répartition des efforts dans cette aire de contact. L’application de ce modèle à un appareil de mesure du frottement et à un avion a ensuite été expérimentalement validée. Finalement, l’ensemble de la démarche a été validée à partir des données du Joint Winter Runway Friction Measurement Program (JWRFMP) et de données acquises dans le cadre de cette thèse
Aircraft braking performances depends strongly on runway surface conditions. Water on runway can severely degrade these performances. Airport operators have to inform aircraft crews about runway surface conditions to allow pilots performing landing distance calculations. Friction measuring devices are a widely used tool to characterize runway surface conditions. However, friction results are highly scale-dependent (in terms of mass, speed, tire dimension and pressure…), which are significantly different between ground friction device and aircraft. Ground friction measurements are therefore not representative of aircraft braking performances. The methodology developed in this thesis consists in the construction of a transfer function between the friction measuring device and the aircraft from a modeling of force within the tire/runway contact area. A physical model, the so-called Brush model, has been adapted to wet and flooded runways. A specific model has been developed to describe water effect ontire/runway contact area and force distribution within this contact area. The applicability of this model to a ground friction measuring device and one aircraft has been experimentally validated. Finally, the complete methodology has been validated using experimental data from the Joint Winter Runway Friction Measurement Program (JWRFMP) and data obtained in this thesis

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Abderrahim, Abdelkrim. "Utilisation d'un mini-pressiomètre pour la mesure directe du frotttement [i. E. Frottement] à l'interface sol pulvérulent-inclusion". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://www.theses.fr/1991INPL058N.

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Dans le but d'un dimensionnement efficace des inclusions dans des sols pulvérulents, on a visé principalement par notre travail, les paramètres susceptibles de jouer un rôle sur le frottement mobilisé à l'interface sables-inclusions. A partir d'une étude préliminaire, Propriétés physiques et mécaniques classiques au laboratoire et Propriétés pressiométriques au laboratoire, nous avons pu : 1) d'une part identifier et d'autre part déterminer les propriétés mécaniques que ce soit à l'aide des appareils classiques au laboratoire (Triaxial, boite de Casagrande et boite de cisaillement annulaire) ou bien à l'aide d'un mini-pressiomètre de nos deux sables ; 2) déterminer la marche à suivre pour la réalisation de la phase préparatoire des essais de notre nouvelle approche (mise en place de l'échantillon, mise en place de la sonde mini-pressiométrique et éventuellement l'application d'une contrainte verticale). Pour le comportement à l'interface sable-structure, une étude classique au laboratoire approche classique au laboratoire nous a permis de démasquer le rôle de certains paramètres influençant le frottement mobilisé à l'interface. Les résultats de cette étude ont été comparés avec ceux de notre nouvelle approche pour mettre en évidence l'effet tridimensionnel et l'effet du mode de mise en place de l'inclusion. Durant cette nouvelle approche, l'utilisation d'un mini-pressiomètre dans le dispositif expérimental nous a permis de connaitre d'une façon précise la contrainte normale à l'interface et de la contrôler pendant le cisaillement. En plus le rôle de la densité, de la rugosité et de la minéralogie qui sont démasquées à l'aide des deux études principales, notre étude comparative nous a permis de conclure que le frottement mobilisé par la sonde mini-pressiomètrique se situe entre celui de la boite de cisaillement (maximal) et celui de l'appareil Bromhead (résiduel), il est plus proche du frottement résiduel mobilisé à l'interface

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Souza, Eduardo de Cursi. "Amarrage par des fils sans raideur à comportement unilatéral". Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20054.

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Ce travail etudie certaines des difficultes caracteristiques des problemes d'amarrage, liees au caractere unilateral de la loi de comportement des amarres. La situation modele envisagee est celle ou un flotteur est attache par un cable a un obstacle (le fond). Le contact entre le cable et le fond est de nature unilaterale et a lieu avec frottement. On envisage d'abord la difficulte de la prise en compte du caractere unilateral du fil: on considere l'equilibre d'un seuil fil sans raideur en presence d'un obstacle regulier, le contact ayant lieu sans frottement. Dans cette situation, on etablit certains resultats theoriques fondamentaux et une methode pour la construction numerique des solutions. Les resultats sont alors etendus a la situation ou le contact a lieu avec frottement sec (on etudie deux situations d'interet: le probleme de petites perturbations autour d'un etat de reference et celui d'un obstacle plan). Enfin, on considere le mouvement d'un systeme forme d'un cable et d'un solide rigide. On neglige les quantites d'acceleration pour le fil mais non pas pour le solide. Les resultats precedents sont utilises pour etablir une methode constructive et stable pour la simulation du mouvement d'un tel systeme

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Le, Thiet Trung. "Étude du processus de vibrofonçage d'inclusions cylindriques en chambre d'étalonnage. Application au pieux". Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2005. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001557.

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Dans le cadre de ce travail, on a cherché à mieux comprendre les mécanismes élémentaires qui contrôlent le processus de vibrofonçage et à mettre en évidence les paramètres qui ont des influences significatives sur ce processus à partir d'une approche de modélisation physique en chambre d'étalonnage. L'influence de chaque paramètre est représentée par la vibrofonçabilité (pénétrabilité du pieu par le vibrofonçage), l'évolution de la résistance en pointe et celle du frottement latéral. On a développé une sonde prototype permettant de réaliser une mesure découplée de résistance en pointe et de frottement latéral en vue d'étudier les mécanismes de mobilisation de ces deux grandeurs lors du processus. On s'est intéressé, dans le cadre de ce travail, à des paramètres concernant le chargement en tête tels que la fréquence de vibration, la charge moyenne et l'amplitude cyclique; et à des paramètres concernant le massif de sable, à savoir le sable de Fontainebleau, tels que le niveau de contrainte de consolidation et l'état de saturation du sable. Pour étudier l'influence de chaque paramètre, une série d'essais a été réalisée en variant celui-ci d'un essai à l'autre et en fixant les autres paramètres d'essai. On a pu mettre en évidence l'influence significative du rapport de l'amplitude cyclique sur la charge moyenne (Fcyc/F0) sur l'enfoncement de la sonde. La sonde s'enfonce plus vite avec un rapport important qu'avec un petit rapport. Les résultats obtenus montrent également que plus la fréquence est élevée, et plus la sonde s'enfonce et moins la résistance en pointe et le frottement latéral sont mobilisés.

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Zhao, Fei. "Study on mechanical properties of the in situ TiB/TiC reinforced titanium matrix composites". Troyes, 2010. http://www.theses.fr/2010TROY0030.

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Ces travaux de recherche ont pour objectif d’étudier les effets des renforts TiB et TiC dans les composites à matrice de titane sur les propriétés mécaniques, par analyse et caractérisation expérimentale et simulation numérique. Le comportement de traction, de frottement et de fatigue d'une série de composites renforcés par in situ TiB/TiC a été mis en évidence. La méthode des éléments finis permet également de simuler les effets des renforts. Les résultats obtenus montrent que les TiB/TiC peuvent jouer un rôle important de renforcement lors de sollicitations complexes. Les propriétés des composites (module élastique et de cisaillement) et la rigidité de ces matériaux dépendent du type, de la quantité, de la forme et de la distribution des renforts. Les renforts peuvent empêcher la propagation des fissures dans le cas statique. En dynamique, les renforts TiB réduisent la résistance à la fatigue des composites lorsque la sollicitation est importante, mais peuvent augmenter cette résistance lorsque la sollicitation est faible; par contre les renforts de TiC peuvent améliorer la résistance à la fatigue des composites. Dans la pratique, il faut aussi tenir compte des conditions de mise en forme et d’application des composites. Le contenu des renforts devrait être déterminé en tenant compte du coût de fabrication, de sorte que nous puissions optimiser les besoins d’application réelle, mais également de réduire les coûts
The aim of this research is to study the effects of reinforcements TiB and TiC materials by experimental analyzing structures and mechanical testing of properties of in situ synthesize TiB/TiC reinforced titanium matrix composites. The tensile, friction and fatigue properties of in situ TiB/TiC reinforced composites structures were tested. Finite element analysis was also used to simulate the effect of the reinforcements. The results show that the reinforcements can play an important role in the composites properties. The elastic modulus and shear modulus have some relation with the type, the quantity, the shape and the distribution of the reinforcements in the composite materials. Some formulas about the modulus of the composites are suggested by modelling the composite behaviours with numerical method. The reinforcements can prevent the crack initiation and propagation in static load. For the fatigue properties, the reinforcement TiB reduces the fatigue life of the composites under high level of load, but increases it in low load conditions, while TiC reinforcements can improve the fatigue strength of the composites. So in practice, the applying conditions of the composites should be considered. The contents of the reinforcements should be determined by taking account of the manufacturing costs, so that we can to optimize the practical needs and to but reduce the costs

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Sahyoun, Abdallah. "Étude numérique de la formation des assemblages par clinchage et de leur résistance mécanique". Compiègne, 2012. http://www.theses.fr/2012COMP2013.

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Ce travail concerne l’étude numérique du procédé d’assemblage de tôles par clinchage. Cette technique, développée au début des années 1980, est basée sur l’interpénétration des tôles entre elles, par fluage à froid, entre un poinçon et une matrice. Aujourd’hui, la technique d’assemblage par clinchage est utilisée dans de nombreux secteurs en particulier dans l’automobile. Une approche numérique métier a été développée, permettant de simuler les procédés de mise en forme ou d’assemblage. Ce travail concerne en particulier l’utilisation de procédures de remaillage adaptatif associées à des indicateurs d’erreur et des procédures de transfert de champs construits par la méthode d’approximation diffuse. Les calculs aux éléments finis sont réalisés par le logiciel ABAQUS, version dynamique/explicite. L’évaluation par notre approche, de la géométrie finale du point clinché, de l’effort de mise en forme ainsi que sa résistance à l’arrachement, sont validées par comparaison à des mesures expérimentales réalisées par ARCELORMITTAL, Centre Auto Applications de Montataire (France) et à des résultats numériques obtenus par Vincent Hamel à partir d’un logiciel métier basé sur la méthode statique explicite. Les influences du comportement mécanique des matériaux, du frottement ainsi que de la géométrie des outils sont évaluées numériquement et expérimentalement. La méthode de résolution est rapide et ne rencontre pas de problèmes de convergence, une fois que les paramètres de l’approche ont été calés. Elle permet d’évaluer l’influence de la géométrie des outils sur la qualité et la résistance des points clinchés selon l’épaisseur et les matériaux constitutifs des tôles à assembler.

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Lepré, Nathalie. "Synthèse et élaboration d'un matériau composite pour garnitures de freins : caractérisations physico-chimique et mécanique du materiau". Le Havre, 1997. http://www.theses.fr/1997LEHA0005.

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Le but de la thèse est de rechercher une composition de matériau sans amiante pour garnitures de freins, pouvant être mise en œuvre selon un procédé de fabrication imposé. Il suppose un choix de matières premières parmi les constituants possibles des garnitures de freins : un choix de fibres, de liants, de charges. La formulation choisie constitue le point de départ de la partie expérimentale de l'étude. Un essai consiste à caractériser toute la fabrication du matériau (le mélange des matières premières, le préformage, la cuisson du matériau, l'usinage, la stabilisation) et son comportement au freinage. Compte tenu du nombre de paramètres et du contexte industriel de l'étude, l'idée de la thèse est d'utiliser la technique des plans d'expériences. Les facteurs choisis sont les teneurs de certains constituants et trente réponses sont relevées, depuis la dispersion des ingrédients dans le mélange, jusqu'au comportement tribologique en service (évolution du coefficient de frottement, usure des garnitures et du rotor, échauffement des surfaces au freinage), en passant par la tenue mécanique après préformage, par la cohésion du matériau (cloquage, effritement, clives, criques), par les variations dimensionnelles en cours d'élaboration, par la résistance à la torsion des produits finis. L'interprétation du plan d'expériences recherche les facteurs influents et met en évidence le rôle des constituants sur les réponses (influence bénéfique ou néfaste). Des corrélations sont établies et expliquées. Elles soulèvent des problèmes d'ordre morphologique (dimension des fibres et des particules), des problèmes liés au processus (répartition du mélange dans les moules, écarts de températures à la cuisson, mode de dégazage). Elles apportent des informations concernant les teneurs des constituants, en faisant apparaitre des limites à ne pas dépasser. La synthèse des résultats suggère alors de modifier certaines teneurs, pour améliorer les caractéristiques du matériau. En tenant compte de ces préconisations, le matériau est optimisé. Sa caractérisation permet de confirmer plusieurs hypothèses (notamment l'inadéquation de la morphologie de certains constituants), de valider les techniques choisies et de vérifier l'influence de certaines matières premières, révélée par l'interprétation du plan d'expérience.

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Peronne, Simon. "Modélisation expérimentale et analyse spatio-temporelle de l'hydrodynamique de la zone de déferlement à la zone de swash". Caen, 2010. http://www.theses.fr/2010CAEN2064.

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Une étude de la dynamique de la surface libre et de l'écoulement, de la zone de déferlement à la zone de swash, est proposée sur la base de résultats obtenus à partir d'une modélisation expérimentale en canaux à houles, d'un suivi lagrangien de la surface libre et de mesures eulériennes de l'écoulement interne. Après un rappel des résultats obtenus, une première partie est consacrée à la description des chaines de mesures, à la validation des outils de mesures dans cette zone et à la présentation des scénarios de houles envisagés. L'emploi d'outils algébriques et analytiques dans le traitement des données est décrit et justifié. Une méthode d'extraction de la célérité du bore en zone de surf à partir de mesures vidéo est également présentée. Le travail d'analyse s'articule en quatre étapes. Une analyse des caractéristiques du bore dans la zone de surf est proposée à partir des mesures vidéo. La génération et la libération éventuelle d'ondes secondaires (hautes ou basses fréquences) à partir de processus non-linéaires, par l'intermédiaire de différentes approches classiques et originales, est traitée. Un parallèle entre la génération d'ondes secondaires et la dissipation d'énergie potentielle est proposé, ainsi qu'une étude sur les appariements d'ondes. L'écoulement interne dans la zone de transition entre la zone de surf interne et la zone de swash est étudié afin de décrire les interactions entre les courants de retour générés durant la phase de backwash et le bore incident. Enfin, après avoir fait une analyse des conditions aux limites en zone de surf interne, une dernière partie est consacrée à l'étude de l'écoulement dans la zone de swash, des contraintes sur le fond et du coefficient de friction associé
A study on the dynamics of the free surface and flow from the surf zone to the swash zone is proposed, based on results obtained from an experimental model in wave flumes, monitoring Lagrangian of the free surface and Eulerian measurements of the internal flow. After an inventory of results related to this area, a first part is devoted to the description of measuring systems, validation of measurement tools in this area and the presentation of the possible swells scenarios. Secondly, the use of algebraic and analytic tools in data processing is described and justified. A method for extracting the bore velocity from the surf zone from video measurements is also presented. The analytical work is divided into four stages. An analysis of the characteristics of the bore in the surf zone is proposed based on the video measurements. Then, the generation and eventual release of secondary waves (high or low frequencies) from non-linear processes, through different approaches classical and original, is treated. A comparison between the secondary wave generation and the dissipation of the potential energy is proposed and a study on wave pairing is also written. Thus, the internal flow in the transition zone between the inner surf zone and swash zone is studied to describe the interactions between offshore currents generated during the backwash phase and incident bore. Finally, after an analysis of boundary conditions in the inner surf zone, the last part is devoted to the study of the flow in the swash zone and the related bottom shear stress and friction factor

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Toutiri, Corneille. "Modélisation dynamique et thermique d'une fibre de verre en cours d'étirage". Poitiers, 1999. http://www.theses.fr/1999POIT2261.

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Le probleme du fibrage de verre est modelise en partant des equations de base de la mecanique des fluides ecrites d'abord sous leur forme generale - 3d instationnaires - pour un fluide newtonien. Ces equations sont ensuite reduites a leur expression bidimensionnelle dans le cas d'une geometrie cylindrique axisymetrique. Les conditions aux limites en particulier celles a la surface de la fibre sont donnees dans le cas bidimensionnel en presence de tension superficielle. L'utilisation d'une methode integrale permet d'eliminer la dependance radiale apres integration de chaque equation sur une section de la fibre. Les hypotheses associees a cette demarche - grandeurs constantes dans chaque section, courbure negligeable dans le plan (r, z) sont introduites successivement pour aboutir a un modele monodimensionnel en espace. Ce probleme monodimensionnel est resolu numeriquement par differences finies. L'essentiel des resultats concerne le comportement de la fibre dans la phase de demarrage du procede, lorsque la vitesse d'etirage atteint progressivement sa vitesse nominale. Les cas de calcul choisis permettent d'evaluer la sensibilite de la solution par rapport a la prise en compte ou non du rayonnement, de la tension superficielle, de la dissipation visqueuse, de la pesanteur, du frottement hydrodynamique, et des termes de transport. L'etude de stabilite du probleme est envisagee en termes de sensibilite aux differents parametres caracterisant les echanges thermiques entre la fibre et son environnement.

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Pennec, Fabienne. "Modélisation du contact métal-métal : application aux microcommutateurs MEMS RF". Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/611/.

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L'insertion des microcommutateurs MEMS RF nécessite une tension d'actionnement et des dimensions toujours plus petites, ce qui confère davantage d'importance aux effets de surfaces, si bien qu'une des principales limitations des performances des microcommutateurs est la qualité du contact et sa fiabilité. Dans ce contexte, nous avons développé un outil de calcul de la résistance de contact électrique de microcommutateurs MEMS RF à contact ohmique. La finalité de l'outil sera l'étude de l'impact des matériaux, de l'état de surface, de la topologie de contact pour augmenter les performances de contact. Un tour d'horizon des différentes méthodes existantes (analytique, numérique, expérimentale) pour analyser le contact mécanique puis électrique de surfaces rugueuses a tout d'abord été réalisé. Puis nous avons conçu et fabriqué deux types de véhicules de test, à actionnement mécanique et à actionnement électrostatique afin de pouvoir tester la méthodologie de modélisation du contact mise en œuvre. L'originalité de cette méthodologie repose sur une nouvelle approche utilisant la méthode d'ingénierie inverse pour générer la forme réelle de la surface. Les progrès apportés sur les logiciels de calcul rendent possible l'implantation de profils réels de surface issus de la caractérisation. L'analyse du contact mécanique est ensuite réalisée à travers des simulations numériques de contact avec le logiciel multiphysique éléments finis ANSYS 11. Cette analyse mécanique est suivie d'une analyse électrique, basée sur des formulations analytiques issues de la théorie du contact électrique et utilisant les résultats de l'analyse précédente. Les surfaces de contact des structures de test sont acquises à l'AFM afin de tester l'outil de calcul. Les résultats obtenus avec la nouvelle méthodologie restent éloignés des mesures expérimentales de résistance de contact. .
The insertion of RF MEMS micro-switches into real architecture necessitates reduced actuation voltage and dimensions that gives more importance to surface effects. Therefore most of the limitations are related to the quality of the contact and the reliability. In this context, a tool for calculating the electrical contact resistance of DC contact micro-switches has been developed. The tool will be very efficient for investigating the impact of materials, roughness and topology on the quality and the contact performances. Firstly an overview of the different available methods (analytical, numerical, experimental) to analyze the mechanical and electrical contact of rough surfaces has been performed. Then we have designed and fabricated two architectures of test structures, one with mechanical actuation and the other with electrostatic actuation in order to validate the contact modeling methodology that we implement. The originality of this work relies on a novel approach by using a reverse engineering method to generate the real shape of the surface. The mechanical contact analysis is then performed through finite element multi-physic simulation using ANSYS 11 platform. The mechanical analysis is completed with an electrical analysis, using analytical formulations derived from electrical contact theories and referring to the previous mechanical results. .

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Van, Ruymbeke Bruno. "Etude expérimentale des régimes de coexistence toroïdal/spiral en écoulement de Taylor Couette diphasique avec injection de bulles Quantitative visualization of swirl and cloud bubbles in Taylor–Couette flow, in Journal of Visualization 20, 2017". Thesis, Brest, 2018. http://www.theses.fr/2018BRES0059.

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Notre étude, expérimentale, s’inscrit dans le contexte de la réduction de frottement de paroi par injection de bulles millimétriques. Elle fait suite aux travaux de Mehel (2006), et de Fokoua (2013). On s’intéresse à la modulation du frottement, aux caractéristiques des cellules de Taylor et à la structuration de la phase gazeuse, pour des régimes de coexistence (alternance de motifs toroïdal-spiral). La géométrie d’entrefer est caractérisée par un rapport des rayons de 0,9. Le Reynolds varie entre [1700-50000] et la fraction volumétrique d’air entre [0-0,1%]. Par visualisations haute fréquence et analyse des défauts (dislocations et fusions de cellules), on a caractérisé la transition entre les régimes de coexistence structurée, coexistence déstructurée et chaos développé. Par Stéréo-PIV (2D3C), on a caractérisé la phase liquide dans un plan méridien et discriminé les contributions respectives des mouvements aléatoire et cohérent à la turbulence. Les mesures en simultané du couple exercé sur le cylindre intérieur ont mis en évidence que différents mécanismes influencent le frottement de paroi : cisaillement turbulent dû au sillage des bulles, dû aux jets entre cellules et relaxation du gradient de vitesse azimutale. L’analyse en fonction des motifs et des régimes montre que le couple maximum est atteint pour le motif toroïdal en régime structuré. Les images haute fréquence des bulles ont été analysées en discriminant les bulles par leur position radiale dans l’entrefer. On obtient des lois de similitude pour le taux de vide et la vitesse axiale du gaz en fonction des nombres de Froude de rotation des cellules ou du cylindre intérieur. La fraction volumétrique d’air contrôle la vitesse ascensionnelle des cellules, la vitesse azimutale du gaz et la fréquence de l’onde azimutale
This experimental study deals with wall friction reduction by injection of millimetric bubbles. This work is in the continuity of Mehel (2006) and Fokoua (2013) PHDs. We focus on the friction modulation, Taylor's cells characteristics and the gas phase structure, for coexistence regimes (alternance between toroidal-spiral patterns). The gap geometry is characterized by the ratio of radii (0,9). The Reynolds and the air volumetric fraction are varied in the ranges [1700-50000] and [0-0,1%] respectively. By high-frequency visualizations and defect (dislocations and cell fusions) analysis method, we characterized the transition between the regimes of structured coexistence, unstructured coexistence and developed chaos. By Stereo-PIV (2D3C) measurements, we characterized the liquid phase in a meridian plane and discriminated the contributions of random and coherent motions to the turbulence. Simultaneous measurements of the torque exerted on the inner cylinder evidence different mechanisms influencing the wall friction: turbulent shear either due to the bubbles wake or to the jets between cells and relaxation of the azimuthal velocity gradient. The analysis according to the patterns and regimes shows that the maximum torque is reached for the toroidal pattern and structured regime. The high frequency images of the bubbles were analyzed by discriminating their radial position in the gap. Self-similar laws with respect to the rotational Froude numbers either characterizing the cells or the inner cylinder are obtained for both void fraction and axial velocity of the gas phase. The air volumetric fraction controls the rising velocity of the cells, the azimuthal velocity of the gas and the frequency of the azimuthal wave

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Talantikite, Malika. "Etude structurale, rhéologique et électrochimique de fluides complexes réducteurs potentiels de traînée". Thesis, Le Mans, 2017. http://www.theses.fr/2017LEMA1012/document.

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En termes d’économie d’énergie, la réduction de trainée revêt un intérêt indéniable. Dans certains cas, ce phénomène obtenu grâce à l’ajout dans le milieu de faibles quantités d’additifs peut atteindre une réduction du frottement à la paroi, en régime turbulent, allant jusqu’à 80% comparé au fluide seul. On le retrouve dans divers domaines d’applications telles quele transport des hydrocarbures et dans les circuits d’eau de chauffage et de refroidissement.Trois systèmes qui ont la capacité de s’autoorganiser en milieux aqueux ou organique ont été étudiés dans le but de vérifier leur possible aptitude à réduire le frottement hydrodynamique.On s’est intéressé à un polysavon (80C12) composé d’un squelette polystyrène auquel sont liées des amines tertiaires portant des chaines alkyles de 12 carbones. Ce composé forme des micelles dans l’eau dont la forme cylindrique a été mise en évidence par diffusion de la lumière et Cryo-MET. L’étude du transfert de masse sur une électrode à disque tournant et les résultats rhéologiques ont mis en évidence le caractère viscoélastique qui est responsable duphénomène de réduction de frottement hydrodynamique recherché.Des études rhéologiques réalisés sur les systèmes lécithine/décane et ionomère/toluène ont permis de mettre en évidence le caractère viscoélastique des associations anisotropes de ces composés
In terms of energy saving, drag reduction hasan undeniable interest. In some cases drag reduction with additives can reach 80% compared to pure solvent. This phenomenon has applications in many fields suchas transportation of hydrocarbons and cooling and heating systems. Three systems which have the capacity to selforganizein aqueous or organic media have been studied in order to check their possible ability to reduce hydrodynamic friction.We worked on a polysoap (80C12) based on polystyrene skeleton to which tertiary amines bearing alkyls chains of 12 carbons. This compound formsmicelles in water whose cylindrical shape has been demonstrated by light scattering and Cryo-TEM. The studies of the mass transfer on a rotating disk electrode and the rheological results have showed for the 80C12solutions several characteristics attributed to the dragreducing additives.Rheological studies on the systems lecithin/decane and ionomers/toluene, highlight the viscoelastic properties of the anisotropic associations of these compounds

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Courbon, Cédric. "Vers une modélisation physique de la coupe des aciers spéciaux : intégration du comportement métallurgique et des phénomènes tribologiques et thermiques aux interfaces". Phd thesis, Ecole Centrale de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00713527.

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De nos jours, le contexte de mondialisation des marchés impose aux industriels des contraintes économiques sans précédent. Afin de rester concurrentiels, ils n'ont d'autre choix que de modifier leur façon de concevoir et d'innover. Les techniques de production sont directement concernées avec par exemple une volonté de réduire les cycles de mise au point visant à définir les paramètres optimaux de mise en forme. On constate alors l'immersion d'un besoin fort en moyens de support, flexibles et prédictifs, permettant de limiter les campagnes d'essais et de faciliter leur exploitation. La simulation numérique se présente comme un outil pouvant répondre à ces critères. Ce travail s'est inscrit dans une démarche d'amélioration de la modélisation et de la simulation des opérations d'usinage, et à une échelle plus locale, de la modélisation de la coupe des métaux. Il aborde donc un problème complexe, fortement couplé, faisant intervenir mécanique, thermique, tribologie et métallurgie dans des conditions extrêmes. Une première partie expérimentale s'est donc orientée vers une compréhension plus fine des mécanismes de coupe mis en jeu en usinage d'un C45 normalisé et d'un 42CrMo4 trempé revenu. Elle a notamment permis de mettre en évidence, dans les zones de déformation intense, des affinements de grain conséquents, produits par l'activation d'un processus de recristallisation dynamique (DRX). L'inspection des zones de contact outil-matière a également montré les fortes hétérogénéités de contact existantes à l'interface outil-copeau et révélant la formation d'une résistance thermique de contact. Une étude rhéologique des deux nuances s'est appuyée sur des essais de compression dynamique. Menée à haute déformation, elle a permis de reproduire les évolutions microstructurales observées en coupe et d'appréhender leur influence sur la limite d'écoulement des matériaux. Deux modèles de comportement "à base métallurgique" ont été identifiés, présentant une retranscription plus fidèle que les modèles phénoménologiques standards. Des essais tribologiques dédiés ont permis d'extraire des modèles de contact capables de reproduire les phénomènes locaux existants à l'interface outil-matière. L'accent s'est principalement porté sur la thermique de contact au travers de lois de partage variables intégrant la notion de résistance thermique. L'intégralité de ces modèles a enfin été implémentée dans le code de calcul Abaqus© grâce à des développements spécifiques. Une stratégie de modélisation a été mise en place autour d'un modèle de coupe 2D afin de restituer les tendances majeures observées lors de la coupe d'aciers spéciaux. L'association de modèles 2D et 3D à copeau continu, de modèles à copeau segmenté ainsi que de simulations thermiques découplées présente un fort potentiel permettant, à terme, de modéliser une opération d'usinage dans sa globalité.

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Kouakou, N'guessan Moïse. "Comportement mécanique des sols grossiers hétérogènes à matrice". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0043.

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Les sols grossiers à matrice, matériaux contenant des grains allant du micromètre à plusieurs dizaines de centimètres, sont fréquemment utilisés dans divers projets géotechniques tels que les digues et les remblais. La détermination de la résistance au cisaillement de ces sols dans les appareils standards de laboratoire est difficile en raison de la présence des grains de grande taille. Différentes approches (écrêtement, substitution et granulométrie parallèle) pourraient être utilisées pour réduire la taille des grains de l'échantillon à tester. Toutefois, ces techniques impliquent une modification du pourcentage de chaque fraction par rapport à l'échantillon initial. Il est donc important de connaître l'effet de la variation de la courbe granulométrique sur la résistance au cisaillement des sols grossiers à matrice. L'objectif de cette étude était d’établir une méthodologie permettant d’estimer la résistance au cisaillement des sols grossiers à matrice à partir d’essais sur leur fraction compatible avec les dispositifs de cisaillement disponibles. La méthode de granulométrie parallèle a été retenue et l’influence de l’augmentation du pourcentage de fines dans le sol reconstitué a été investiguée. Deux sols de différents pourcentages de fines ont été étudiés : un granulat calcaire ayant 1,9 % de fines et une grave naturelle ayant 15 % de fines. Les résistances au cisaillement d’échantillons de granulométrie parallèle de ces sols à la même densité sèche en conditions saturée et non saturée ont été déterminées dans des dispositifs de différentes dimensions. Les résultats ont montré une estimation satisfaisante de la résistance au cisaillement du sol grossier initial lorsque le pourcentage de fines est inférieur à 4 % avec un faible taux de rupture des particules. Ce faible taux est garanti pour de faibles contraintes normales, inférieures à 100 kPa. Pour un pourcentage de fines plus élevé dans le sol, soit moins 30 % de fines, il a été montré que l’angle de frottement du sol initial est bien estimé lorsque le sol reconstitué a le même arrangement des grains que le sol initial. Cependant, la différence de pourcentage de fines entre le sol initial et le sol reconstitué a conduit à une surestimation de la cohésion du sol initial. Une relation cohésion – pourcentage de fines a été établie pour prédire la cohésion du sol grossier initial. Par ailleurs, lorsque le pourcentage de fines dans le sol reconstitué est supérieur à 30 %, il a été montré que la méthode d’écrêtement permet d’obtenir une estimation satisfaisante de la résistance au cisaillement du sol initial lorsque les critères de densité et de pourcentage de grains écrêtés sont respectés. Des recommandations ont été faites pour déterminer la résistance au cisaillement des sols grossiers à matrice en fonction de leurs caractéristiques et la taille du dispositif disponible
Coarse-grained soils, which are materials containing grains ranging from micrometers to several tens of centimeters, are frequently used in various geotechnical projects such as dikes and embankments. The determination of their shear strength in standard laboratory devices is difficult because of the presence of large grains. Different approaches (scalping, substitution, and parallel gradation) could be used to reduce the grain size of the tested sample. However, these techniques involve a change in the percentage of each fraction in comparison to the initial sample. Therefore, it is important to know how the shear strength is altered by the variation in the grain size distribution curve. The aim of this study was to establish a methodology for estimating the shear strength of coarse-grained soils with matrix by testing their fraction compatible with the available shear device size. The parallel gradation method was used and the influence of the fines content increase in the reconstituted soil was investigated. Two soils with different fines content were studied: a limestone aggregate with 1.9% fines and a natural gravel with 15% fines. The shear strengths of parallel graded samples of these soils at the same dry density under saturated and unsaturated conditions were determined in devices with different sizes. The results showed, for the soil with fines content lower than 4%, a suitable estimation of the initial soil shear strength for a low grain breakage ratio. This low grain breakage ratio is ensured for low normal stresses, under 100 kPa in the case of the studied aggregate. For the soil with higher fines content, it has been shown that the initial soil friction angle is correctly estimated when the reconstituted soil has the same grain arrangement as the initial soil, i.e., for a fines content lower than 30%. However, the difference in fines content between the initial and reconstituted soils led to an overestimation of the initial soil cohesion. A cohesion – fines content relationship was proposed to predict the cohesion of the initial coarse-grained soil. Furthermore, when the fines content in the reconstituted soil is higher than 30%, it was shown that the scalping method provides a suitable estimation of the initial soil shear strength when the density and percentage of scalped grains criteria are fulfilled. Recommendations were made to determine the shear strength of coarse-grained soils with matrix based on their characteristics and the size of the available device

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Nguyen, Thi Thu Tra. "Dynamic instabilities of model granular materials". Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSET007/document.

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Cette thèse étudie les instabilités dynamiques des milieux granulaires modèles saturés à l’aide d’un appareil triaxial classique. Les instabilités englobent la liquéfaction et les effondrements en compression isotrope drainée, les frottements saccadés en compression triaxiale drainée. Ces instabilités apparaissent spontanément à des contraintes effectives de confinement imprévisibles. Elles sont accompagnées de très rapides et très fortes surpressions interstitielles, malgré un drainage approprié; ce que ne présentent pas les milieux granulaires naturels. En compression isotrope drainée (consolidation), des effondrements locaux naissent instantanément. En compression triaxiale drainée, on observe de larges frottements saccadés quasi-périodiques caractérisés par des déformations volumiques et axiales contractantes. De temps en temps, ces effondrements et frottements saccadés locaux peuvent se développer en liquéfaction menant à une destruction complète de la structure granulaire. Les données à haute résolution temporelle issues de ce travail ont permis la découverte d’une nouvelle famille de liquéfaction dynamique et statique. L’étude des émissions acoustiques passives a permis l’identification de signature spectrale caractéristique. Pour les frottements saccadés, la phase de glissement peut être interprétée comme une consolidation dynamique, limitée par l’unique surface en dessous de la ligne critique de rupture dans le plan des contraintes effectives. La séquence temporelle précise des événements exclut que la pression interstitielle soit la cause principale des instabilités. Cependant, le rôle important de la surpression interstitielle est démontré dans des relations quantitatives entre les incréments de contraintes, et de déformations et l’éphémère surpression interstitielle stabilisée développée pendant la phase de glissement. Cela montre finalement la nature quasi-déterministique de ces instabilités dynamiques. Ces relations empiriques sont basées uniquement sur l’amplitude maximale de l’accélération verticale de très courte durée et sont gouvernées indépendamment par la pression de confinement et par l’indice des vides. La similarité de la surpression interstitielle entre différentes instabilités suggère fortement quelques mécanismes similaires de déclenchement, probablement à partir de ré-arrangements de la micro-structure granulaire
This thesis reports a laboratory study on the dynamic instabilities of model saturated granular material using a triaxial apparatus. The term instability consists of isotropic collapse and liquefaction under isotropic compression and of stick-slip under triaxial compression in drained condition. The instabilities spontaneously occur at unpredictable effective stress with unexpected buildup of excess pore pressure irrespective of fully drained condition, contrasting with the instability-free behaviour of natural granular materials. In isotropic compression, instantaneous local collapse happens and in triaxial compression, very large and quasi-periodic stick-slip occurs with sudden volumetric compaction and axial contraction. Sometimes, these local failures (collapse and stick-slip) can develop into total liquefaction failure, destroying completely the granular structure. High time-resolved data permit the discovery of a new family of dynamic and static liquefaction. Passive acoustic measurements allow the identification of typical spectral signature. For stick-slip phenomenon, the slip phase with constant duration of stress drop can be interpreted as dynamic consolidation at constant deviatoric stress, limited by a unique boundary inside the critical state line in the effective stress plane. The precise temporal sequence of mechanical measurements excludes the generated pore pressure as the main cause of the instabilities. However, the role of pore pressure is emphasised by consistent quantitative relations between the amplitude of incremental stresses, incremental strains and the ephemeral stabilised excess pore pressure developed during the dynamic event, leading to the quasi-deterministic nature of granular instabilities. These empirical relations are based only on the short-lived maximum vertical acceleration and governed separately by the confining pressure and the initial void ratio. The similarity of pore pressure evolution for different kinds of instability strongly suggests some common speculative triggering mechanisms, probably originated from different rearrangements of the granular micro-structure

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Laporte, Julie. "Etude et modélisation de l'endurance électrique de micro-contacts soumis à des sollicitations de fretting-usure : caractérisation de nouveaux dépôts base Argent". Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEC034/document.

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L’instrumentation de plus en plus poussée des systèmes mécaniques (aéronautique, automobile,…) impose une utilisation croissante des connecteurs électriques. Cependant, leur environnement de fonctionnement (sollicitations chimiques et vibratoires) peut entrainer une dégradation plus ou moins sévère des contacts électriques limitant ainsi le passage du courant. Pour limiter cette dégradation et assurer la stabilité des connexions, des revêtements d’or sont couramment appliqués au niveau des contacts. Cependant, la conjecture économique et le coût très élevé de l’or nécessite de trouver une alternative moins chère. Parmi les métaux conducteurs, l’argent est aujourd’hui le meilleur candidat. L’objectif de cette thèse est donc d’étudier la réponse électrique et l’endommagement de dépôts argent soumis à des sollicitations de fretting. Pour cela, ces travaux de recherche ont été abordés selon trois axes. Le premier axe a permis une étude complète d’un contact homogène argent/argent afin d’identifier les mécanismes de dégradation responsables de la rupture électrique aussi bien en fretting qu’en glissement alterné. Il a aussi été possible, par une approche énergétique, de mettre en place un modèle prédictif permettant d’extrapoler les durées de vie du contact selon différents paramètres de chargement. Une étude complémentaire a également montré l’impact d’une atmosphère corrosive à base de soufre sur les contacts électriques en argent. Le second axe a permis, quant à lui, d’étudier le comportement tribologique et électrique de nouveaux matériaux à base d’argent développés dans le but de remplacer les dépôts dorés. L’analyse de ces contacts homogènes a permis de mettre en évidence les mécanismes de dégradation et les comportements mécaniques des contacts soumis à des environnements humides. Dans le dernier axe, une étude a été menée sur ces mêmes matériaux à base d’argent mais en configuration hétérogène contre un dépôt d’or afin d’identifier le comportement tribologique et électrique de ces contacts quand ils sont composés par des matériaux avec des propriétés similaires ou opposées
Advanced instrumentation in mechanical systems (aeronautical, automobile etc…) goes hand in hand with an ever increased use of electrical connectors. However, the unfavorable operating environment (chemical attack and vibrational loads) causes more or less severe degradation of electrical contacts, which in turn perturbs their electrical conductivity. Gold plating is usually applied in electrical contacts in order to limit damage and to ensure connector stability. However, economic constraints and the high cost of gold require cheaper alternatives. Amongst conductive metals, silver is the best candidate. Hence, the purpose of this PhD project is to investigate the electrical response and the degradation of silver coatings when subjected to fretting loadings. The study is divided into three main research axes. The first axis consists in realizing a complete study of a homogeneous silver/silver contact in order to identify the degradation mechanisms that are responsible for the electrical failure, both in fretting loadings and reciprocating sliding. It was possible to formalize a predictive model, using an energy density approach, allowing to extrapolate the lifetime of the contact as a function of various loading parameters. A complementary study also showed the impact of a corrosive sulfur atmosphere on these electric contacts. As part of the second research axis, an investigation of the tribological and electrical behavior of novel silver-based materials, solely synthesized as a gold replacement, was performed. The analysis of these homogeneous contacts allowed to explain the degradation mechanism and the mechanical behavior of these contacts when subjected to a wet environment. In the last research axis a study was led on the same silver-based materials but in a heterogenous configuration against a gold coating in order to identify the tribological and electrical behavior of these contacts when composed by materials with similar or opposite properties

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Francis, Roméo. "Etude du comportement mécanique de micropieux modèles en chambre d'étalonnage. Application aux effets de groupe". Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00523154.

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Ce travail de recherche s'inscrit dans le cadre de l'étude du comportement mécanique des micropieux, avec application aux effets de groupe. Il s'appuie sur la réalisation d'essais de chargement de micropieux modèles en chambre d'étalonnage, en vue de quantifier les interactions entre modèles lorsque ceux-ci sont disposés en groupes élémentaires, avec un entr'axe suffisamment faible. On met en particulier en évidence l'effet de paramètres tels que l'entr'axe, l'ordre d'installation des modèles, l'état de contrainte appliqué au massif sur le développement d'interactions entre les modèles et l'on en tire des conclusions préliminaires concernant des améliorations possibles aux méthodes de mise en place actuellement utilisées. Une approche des courbes de mobilisation du frottement latéral et de la résistance en pointe est aussi proposée et l'on s'intéresse finalement au cas des sollicitations cycliques, avec application à un programme de stabilité cyclique.

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Hannel, Sophie. "Sur l'importance de la transition de glissement en fretting pour la connectique". Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2000. http://www.theses.fr/2000ECDL0027.

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Sur tous les systèmes électroniques mobiles, les vibrations se traduisent au niveau des contacts de connecteurs électriques par une sollicitation de fretting. Les dégradations de contact en résultant perturbent le passage du courant. Le résultat essentiel de cette recherche est une corrélation entre le comportement électrique et la condition de glissement en fretting : pour les matériaux sujets à l'oxydation comme le bronze ou l'étain, la condition de glissement partiel garantit une résistance électrique de contact faible et stable, alors que la condition de glissement total s'accompagne d'une augmentation irréversible et d'une forte instabilité de la résistance. Pour les matériaux insensibles à l'oxygène comme l'or ou l'argent, le comportement électrique est conditionné par la mise à nu du substrat qui intervient à plus ou moins brève échéance en glissement total. L'intérêt technologique réside dans la démonstration d'un seuil en déplacement relatif pour un comportement électrique satisfaisant. Dans l'optique d'anticiper le comportement électrique des contacts en calculant ce seuil, une analyse mécanique 2D par éléments finis d'un contact frottant élastoplastique est appliquée au contact expérimental modèle bronze/bronze. La détermination expérimentale d'un coefficient de frottement pertinent, essentielle à l'efficacité du modèle, a nécessité une analyse dont les résultats sont généralisables aux situations mettant en jeu des phénomènes d'adhésion et déformation plastique intenses. La démarche consiste à isoler le coefficient de frottement des effets d'obstacles et de cisaillement plastique de l'interface. Au prix de cette analyse, le déplacement relatif calculé à la transition correspond à celui mesuré expérimentalement. Cette validation expérimentale du modèle ouvre la voie à une démarche prédictive du comportement électrique des connecteurs
On all mobile electronic devices, vibrations lead to fretting stresses on electrical connectors contacts. Resulting contact damages hinder the current flow. The main result of this research is the correlation between the electrical behaviour and the fretting sliding condition : for oxygen sensitive materials such as bronze or tin, a partial slip condition guarantees a low and stable electrical resistance, whereas a gross slip condition leads to an irreversible increase and a strong instability of contact résistance. For oxygen insensitive materials such as gold or silver, the electrical behaviour is conditioned by substrate exposure which sooner or later occurs in gross slip. The technological interest lies in the demonstration of a threshold in relative displacement for a satisfactory electrical behaviour. In order to calculate this threshold and thus anticipate the contacts electrical behaviour, a mechanical analysis using 2D finite element modelling of the elastic plastic contact is applied to the experimental bronze/bronze contact. The experimental determination of a relevant friction coefficient, essential input parameter for the efficiency of the model, required an analysis the results of which might be extended to any contact situation involving intense adhesion and plastic deformation. The analysis consists in separating the friction coefficient from obstacle effects and plastic shearing of the interface. Thanks to this analysis, the calculated relative displacement at transition corresponds to that measured in experiments. This experimental validation of the model opens the way to a predictive analysis of the connectors electrical behaviour

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Ihsan, Mohammad. "Analysis of the stability of slopes submitted to water infiltration using advanced models : coupled hydromechanical model and Nonlinear Dynamics Method". Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10091/document.

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Ce travail de thèse porte sur l'analyse des glissements de terrain, qui constituent un risque naturel majeur responsable de pertes humaines élevées ainsi que de grands dommages aux structures, des infrastructures et de l'environnement naturel. Cette question revêt une importance particulière, en raison du changement climatique, qui augmente le risque de fortes pluies ainsi que la sécheresse, et par conséquent le risque d'instabilité des pentes due à l'environnement. Généralement, l'analyse de la stabilité des talus est réalisée en utilisant l’approche de l'équilibre limite. Comme cette théorie ne tient pas compte du processus de mobilisation du frottement, elle pourrait conduire à une surestimation du facteur de sécurité. Une analyse fiable de la stabilité des talus, en particulier dans les sols hétérogènes soumis à l'action de l'eau, nécessite l'utilisation de méthodes numériques avancées. Deux méthodes ont été utilisées dans cette recherche: la méthode de couplage hydromécanique et la méthode dynamique non linéaire
This research concerns analysis of landslides, which constitute a major natural risk responsible for high human losses as well as large damages to structures, infrastructure and natural environment. This issue becomes particularly important, because of the climate change, which increases the risk of heavy rains as well as severe drought and consequently the risk of slope instability due to the environment change. Generally, analysis of slope stability is conducted using the limit equilibrium theory. As this theory does not take into consideration the process of mobilization of the friction, it could lead to an overestimation of the safety factor. A reliable analysis of the slope stability, in particular in heterogeneous soils submitted to the water action, requires the use of advanced numerical methods. Two methods were used in this research: the coupled hydro-mechanical method and the nonlinear dynamic method

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Ripard, Valentin. "Tribological characterization of greased drive-shaft : Evaluation of constant velocity joint durability". Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI083.

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La modification des besoins clients amène les constructeurs automobiles vers de nouveaux challenges. En effet, en Europe notamment, les véhicules rehaussés type SUV (Sport Utility Vehicle) sont de plus en plus populaires. Or, ces véhicules impliquent une modification de l’implantation des transmissions mécaniques. Ces dernières possèdent alors une angularité plus élevée que pour des berlines par exemple. Cette modification a alors 2 impacts : l’augmentation du glissement dans la transmission mais aussi son influence sur la durabilité des composants. La modification de l’angularité est un des enjeux majeurs de ces dernières années pour les constructeurs. En effet, son augmentation influe sur le rendement des transmissions. Or, avec des normes environnementales de plus en plus contraignantes mais aussi une hausse du prix du pétrole, cet axe d’amélioration représente un facteur d’attractivité pour les constructeurs. De plus, la durabilité des organes reste primordiale. Une voiture se doit d’avoir une transmission fiable ne nécessitant, pour le cas des joints homocinétiques, aucun entretien durant la vie du véhicule. C’est sur cet axe que les travaux suivants ont majoritairement porté. L’objectif de ce manuscrit est de comprendre le mécanisme d’usure des joints homocinétiques côté boîte dits tripode. Une analyse de la cinématique a d’abord été menée afin de reproduire les contacts sur des bancs d’essais. Elle s’est appuyée sur des données issues de la bibliographie mais aussi une simulation de la dynamique des solides. De plus, la création en fabrication additive d’un banc d’observation a permis d’évaluer de façon expérimentale le glissement dans cet organe de transmission. Par la suite, une caractérisation des graisses de transmission utilisée dans le groupe PSA a été effectuée afin de connaître les coefficients de frottement induisant le niveau de vibrations de la transmission pour un client. Ces derniers sont essentiels pour juger l’efficacité énergétique de l’organe. Enfin, une étude de l’usure a permis d’expliquer les mécanismes de défaillance de la lubrification avec des graisses proposant des propriétés mécaniques. Cela permet alors de comprendre les données-clés afin de choisir une graisse assurant une durabilité maximale des organes de transmission et remplissant alors un des deux enjeux cités ci-dessus. Pour le futur, un banc de caractérisation des lubrifiants spécialement conçu pour les contacts de joint tripode a été créé. Il permettra ainsi de caractériser de façon plus complète les lubrifiants du futur pour cet organe essentiel d’une voiture
New customer desires are leading car manufacturers to new challenges. Indeed, enhanced vehicles like SUV (Sport Utility Vehicle) becomes more and more popular, especially in Europe. These vehicles involve some modification over the usual mechanical transmissions designs. This vehicle type has a higher angularity than sedans for example. This desire modification has 2 impacts: the increase of slipping in the transmission and its influence on the durability of the components. The angularity modification remains one of the major lines of research in recent years for car manufacturers. Its increasing influences efficiency. Indeed, this axis of improvement is attractive for manufacturers due to new environmental standards but also an increase in oil price. In addition, a car must have a reliable transmission that does not require, in the case of constant velocity joints, any maintenance during vehicle life. The following work will focus on this objective. The main goal of this manuscript is to understand the wear mechanism of the tripod constant velocity joint (CVJ). An analysis of the kinematics was first conducted to reproduce contacts on test rigs. It relied on data from the bibliography but also a simulation of solid dynamics. In addition, the design of a new observation rig using additive manufacturing made it possible to experimentally reproduce slipping in tripod. Furthermore, a characterization of greases used in Groupe PSA transmissions was performed in order to know the friction coefficients inducing the shudder level of the CVJ. These are also essential in order to judge the efficiency of the component. Finally, a wear investigation is performed to explain the possible lubrication failure mechanisms with greases proposing different mechanical behaviour. This approaches enables the transmission designer to choose a grease ensuring maximum durability of transmission components. Looking ahead, a lubricant characterization rig specially designed for tripod joint contacts has been designed. It will thus allow a more complete characterization of further lubricants to this essential vehicle component

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Du, Peng. "Numerical modeling and prediction of ship maneuvering and hydrodynamics during inland waterway transport". Thesis, Compiègne, 2018. http://www.theses.fr/2018COMP2459.

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Dans cette thèse, l'hydrodynamique des navires lors du transport par voies navigables et des manœuvres sont étudiées à l'aide de la CFD (Computational Fluid Dynamics) basée sur OpenFoam. Des études de validation et de vérification sont réalisées pour la convergence de maillage, la convergence de pas de temps, la sensibilité aux modèles de turbulence et les techniques de maillage dynamique. Un solveur de mouvement 6DoF basé sur quaternion est mis en œuvre pour les prédictions d'assiette et d'enfoncement. Les effets environnementaux sur plusieurs bateaux de navigation intérieure (convoi 1, convoi 2, automoteur) sont étudiés à l'aide de modèles numériques validés. Trois aspects importants sont simulés: l'effet de confinement de la voie navigable, le croissement et l'interaction bateau-pile de pont. Les conditions d’essai couvrent un large éventail, y compris les différentes dimensions du canal, la profondeur de l’eau, le tirant d'eau et la vitesse. La résistance du navire, le type de vague, l’angle de Kelvin et l’élévation de la vague à des positions spécifiques sont étudiés en fonction de ces paramètres. La manœuvre des navires est étudiée à l’aide de tests de modèles captifs virtuels basés sur le modèle MMG (Mathematical Maneuvering Group). Un disque d'actionneur est implémenté pour remplacer l'hélice réelle. Les tests d'un modèle KVLCC2 sont effectués pour obtenir les coefficients hydrodynamiques de l'hélice, du gouvernail et de la coque du navire. En utilisant les coefficients obtenus, des simulations de manœuvre sont effectuées et validées. Ces études reproduisent des tests de navires réels et prouvent ainsi la validité de nos modèles numériques. En conséquence, le solveur numérique est prometteur dans les simulations d'hydrodynamique des navires et d'ingénierie marine
In this thesis, the ship hydrodynamics during inland waterway transport and ship maneuvering are investigated using CFD (Computational Fluid Dynamics) based onOpenFoam. Validation and verification studies are carried out for the mesh convergence, time step convergence, sensitivity to turbulence models and dynamic mesh techniques. A quaternion-based 6DoF motion solver is implemented for the trim and sinkage predictions. Environmental effects on several inland vessels (convoy 1, convoy 2, tanker) are studied using the validated numerical models. Three important aspects, the confinement effect of the waterway, head-on encounter and ship-bridge pile interaction are simulated. The testing conditions cover a wide range, including various channel dimensions, water depths, ship draughts and speeds. The ship resistance, wave pattern, Kelvin angle and wave elevation at specific positions are investigated as functions of these parameters. Ship maneuvering is investigated using virtual captive model tests based on the MMG (Mathematical Maneuvering Group) model. An actuator disk is implemented to replace the real propeller. Open water test, rudder force test, OTT (Oblique Towing Tank test) and CMT (Circular Motion Test) of a KVLCC2 model are carried out to obtain the hydrodynamic coefficients of the propeller, rudder and ship hull. Using the obtained coefficients, system-based maneuvering simulations are carried out and validated using the free running test data. These studies reproduce real ship tests and thus prove the validity of our numerical models. As a result, the numerical solver is promising in ship hydrodynamics and marine engineering simulations

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Mehal, Jean Elie. "Analyse de l'influence de rugosités organisées sur les écoulements cavitants instationnaires". Phd thesis, Ecole nationale supérieure d'arts et métiers - ENSAM, 2014. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-01062146.

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Il existe trop d'exemples autour de nous qui prouvent qu'en hydrodynamique une surface polie ne présente pas systématiquement les avantages hydrodynamiques escomptés sur une surface rugueuse. Les rugosités influent activement sur le développement des couches limites turbulentes et interagissent différemment en fonction de leurs caractéristiques physiques. Plongé dans un écoulement hydraulique à nombre de Reynolds élevé, les aubes ou pales d'hélices déclenchent localement un phénomène physique, appelé cavitation, qui correspond à l'apparition de bulles de gaz et de vapeur dans un liquide soumis à une dépression. Dans le cadre de cette thèse, les expérimentations sont menées dans un tunnel de cavitation, de plus des mesures par LDV ont été réalisées de sorte à définir le profil du vecteur vitesse de l'écoulement dans le sens longitudinal. Une caméra CCD à très grande vitesse permet la prise d'image sur la formation des poches et nuages de cavitation. Dans le cas de l'hydrofoil 2D, les expérimentations menées sur les différentes plaques partiellement rainurées ont mis en évidence le caractère hydrodynamique différent sur chacune d'entre elles, car la taille de poches cavitantes diffère en fonction des caractéristiques des indentations. Les résultats ont montré que la profondeur des indentations est un paramètre déterminant, alors que les plus petites profondeurs des rainures (plus petites que la hauteur de la sous-couche visqueuse) n'ont pas d'effet sur la longueur des poches cavitantes. Certaines plaques provoquent des variations sur les instabilités de cavitation pour lesquelles la longueur des poches cavitantes est réduite. L'étude de la fréquence d'expulsion des poches cavitantes, par le moyen de la caméra rapide a permis de mettre en évidence deux régimes de cavitation différents. Cette étude a démontré la faisabilité d'un contrôle passif de la cavitation sur un profil de venturi en modifiant l'état de surface par des indentations organisées dans le sens de l'écoulement.

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Ndongo, Fokoua Georges. "Etude expérimentale de la réduction de traînée par injection de bulles". Thesis, Brest, 2013. http://www.theses.fr/2013BRES0095/document.

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Cette thèse porte sur l’étude expérimentale de la réduction de traînée par injection de bulles. Le contexte de l’étude est lié à la propulsion navale. Les bulles peuvent, lorsqu’elles sont injectées dans la couche limite en développement le long des carènes de navires, contribuer à réduire significativement la résistance de frottement, en allégeant d’une part le fluide le long de la coque et d’autre part en interagissant avec les structures turbulentes de proche paroi. La configuration expérimentale retenue pour cette étude est l’écoulement de Taylor-Couette, avec cylindre extérieur fixe et injection de bulles calibrées. Nos investigations portent sur les régimes de transition, de turbulence naissante et turbulent avec persistance des cellules de Taylor (Re≤20.104). La taille des bulles varie avec le capillaire et le mélange utilisés, entre 0,05 et 0,12 fois la largeur de l’entrefer. Une méthode originale de suivi de la phase dispersée dans un plan méridien, couplée à des mesures de couple global appliqué au cylindre intérieur ont permis de mettre en évidence deux régimes de réduction de traînée et plusieurs types d’arrangements des bulles, en fonction de leur taille et du nombre de Reynolds. Les bulles peuvent avoir une trajectoire glissante, oscillante, être capturées par les cellules de Taylor ou en proche paroi du cylindre intérieur dans les zones de jets sortants. La caractérisation par PIV des vitesses de la phase liquide en monophasique et diphasique a permis d’étudier les modifications induites par les bulles sur la phase liquide et de discuter des mécanismes impliqués dans la modification du couple global par la présence des bulles. Il ressort de cette étude que pour les nombres de Reynolds en deçà de la capture, les bulles contribuent à stabiliser l’écoulement en accord avec une réduction du couple visqueux pouvant atteindre -30% pour des taux de vide très faible (< 1%). Pour des nombres de Reynolds plus élevés, la capture dans les cellules conduit à une réduction de la longueur d’onde axiale et une augmentation de la vorticité des cellules, associée à une augmentation des vitesses rms. Cette configuration est favorable à une augmentation du couple visqueux. A l’inverse, la capture des bulles dans le jet sortant conduit à une augmentation de la longueur d’onde axiale, associée à une diminution de la vorticité. Cette configuration est favorable à une réduction du couple visqueux, moins marquée qu’en absence de capture
This work presents experimental study of drag reduction by injection of bubbles. Injection of bubbles into the developing boundary layer along the hulls of ships could help to reduce significantly the frictional resistance by lowering a fluid along the hull and interacting with the near-wall turbulent structures. We investigate the interactions between bubbles, the coherent motion and the viscous torque in a Taylor-Couette flow for outer cylinder at rest, while bubbles are injected constantly through a needle. The Reynolds number ranges up to Re≤20.104, for these values of the Reynolds number, Taylor vortices are persistent leading to an axial periodicity of the flow. Bubbles size varies between 0.05 and 0.12 times the width of the gap, depending on the needle and the liquid used. An original method for tracking bubbles in a meridian plane coupled with measures of overall torque applied to the inner cylinder helped to highlight two regimes of drag reduction and various types of arrangements of bubbles, depending on their size and Reynolds number. Bubbles could have a sliding motion, wavering, be captured by the Taylor cells or in the outflow areas near the inner cylinder. Characterization of the liquid velocity by PIV both in single phase and two-phase flow helped to study the modifications induced by the bubbles on the liquid phase and to discuss about the mechanisms involved in the changes induced by the bubbles in the overall torque. The study show that for the Reynolds number before the capture, bubbles could help to stabilize the flow in agreement to the reduction of the viscous torque up to -30% for lowest void fraction (<1%). For the Reynolds number after the capture, bubbles trapped by the Taylor cells lead to a reduction of the axial wavelength and increasing of the vorticity of the cells, associated to an increasing of the rms. This configuration leads to an increasing of the viscous torque. However, bubbles trapped in the outflow areas near the inner cylinder lead to an increasing of the axial wavelength, associated to a decreasing of the vorticity. The configuration supports a smaller reduction of the viscous torque than in the case without captured

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Lerebours, Augustin. "Use of additive manufacturing techniques for the production of customized implants with complex geometry : application to reparative hand surgery". Thesis, Compiègne, 2019. http://www.theses.fr/2019COMP2531.

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L’arthrose est une pathologie entraînant la dégénération des surfaces articulaires. Dans le cas particulier de l’articulation trapézo-métacarpienne, l’arthrose déforme de façon irréversible l’os trapèze entraînant perte de la mobilité et amoindrissement de la force de préhension couplé à des douleurs à la base du pouce. Les solutions thérapeutiques ne sont cependant pas satisfaisantes avec des reprises fonctionnelles limitées entraînant une perte de qualité de vie du patient. Dans le cas de la main, la personnalisation des implants semble être pertinente du fait de la grande variabilité des caractéristiques mécaniques articulaires et des spécificités musculo-squelettiques. Ce travail de thèse porte sur la méthodologie de réalisation d’implant trapézo-métacarpien patient-spécifique, basé sur les potentialités des technologies de fabrication additive métal. Il s’agit plus globalement de développer, analyser et valider les étapes de réalisation d’un implant à géométrie complexe quelconque depuis l’imagerie médicale jusqu’à l’implantation. Les travaux se concentrent dans un premier temps sur l’identification de paramètres spécifiques du patient afin de « rajeunir » numériquement son os déformé à son stade pré-pathologique pour concevoir l’implant idéal et l’adaptation du modèle à la fabrication d'additive (DfAM). La fabrication de l’implant et les post-traitements sont également étudiés d’un point de vue biologique (cytocompatibilité, réaction du système immunitaire), mécanique (microstructure, propriété de frottement) et morphologique (quantification des déviations géométriques). L’approche d’implantation chirurgicale est abordée au travers de divers tests sur des cadavres permettant de mieux intégrer les bénéfices/risques pour le patient. Une étude sur la psychologie du patient souffrant de la rhizarthrose et de ses attentes clôture ce manuscrit. Les résultats ont donné lieu aux dépôts de 2 brevets et à la rédaction de 6 articles scientifiques
Osteoarthritis is a pathology that causes the degeneration of joint surfaces. In the particular case of the trapezo-metacarpal joint, osteoarthritis irreversibly deforms the trapezium bone, causing loss of mobility and reduced grip strength coupled with pain at the base of the thumb. However, therapeutic solutions are not satisfactory with limited functional recovery resulting in a loss of quality of life for the patient. In the case of the hand, the personalization of implants seems to be relevant because of the great variability of the joint mechanical characteristics and the musculoskeletal specificities. This thesis work focuses on the methodology for creating a trapezio-metacarpal implant patient-matched, based on the potentialities of additive metal manufacturing technologies. More generally, it involves developing, analyzing and validating the steps involved in the manufacture of any complex geometric implant from medical imaging to implantation. The work initially focuses on identifying specific patient parameters in order to numerically "rejuvenate" the deformed bone in its pre-pathological stage to design the ideal implant and adapt the model to additive manufacturing (DfAM). Implant manufacturing and post-treatment are also studied from a biological (cytocompatibility, immune system response), mechanical (microstructure, friction property) and morphological (quantification of geometric deviations) point of view. The surgical implantation approach is addressed through various tests on cadavers to better integrate the benefits / risks for the patient. A study on the psychology of the patient suffering from rhizarthrosis and his expectations for a therapeutic solution concludes this manuscript. The results have led to 2 patents and the writing of 6 scientific articles

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Rozprawy doktorskie na temat „Résistance de frottement”

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