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Дисертації з теми "Dynamique de chute de bille"
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Brizard, Matthieu. "Développement et étude d'un viscosimètre absolu à chute de bille." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009440.
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L'augmentation de l'incertitude tout au long de l'échelle de viscosité étant le principal inconvénient de la viscosimétrie capillaire, un viscosimètre absolu à chute de bille a été développé, qui permet de couvrir une large gamme de viscosité tout en gardant une faible incertitude. La mesure de viscosité repose alors sur la mesure de la vitesse limite de chute de la bille. Un banc expérimental a été développé afin d'atteindre une incertitude relative de l'ordre de 10-3. Il permet d'observer la trajectoire de la bille à l'intérieur d'un tube cylindrique rempli du liquide étudié et d'obtenir l'évolution de la vitesse. La caractérisation métrologique de ce banc expérimental est présentée en utilisant tout d'abord la loi de propagation des incertitudes et ensuite la simulation numérique de Monte-Carlo. Enfin, les mesures de viscosité et les incertitudes obtenues avec le viscosimètre à chute de bille sont confrontées à celles obtenues avec un viscosimètre capillaire.
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Paschoal, Mateus Faria de Andrade. "Mouvement de particules magnétiques dans un fluide à seuil." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2024. http://www.theses.fr/2024LORR0240.
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Cette thèse présente une investigation approfondie, mettant en œuvre des approches expérimentales et numériques, sur un viscosimètre à chute de bille modifié utilisé pour déterminer les propriétés rhéologiques des fluides. Le fluide étudié ici est le Carbopol, modélisé comme un fluide de type Herschel-Bulkley. Il s'agit d'une gamme de fluides appelés fluides viscosplastiques, caractérisés par une contrainte seuil d'écoulement et d'un comportement rhéofluidifiant sous écoulement. Initialement, la configuration classique du viscosimètre, à savoir une bille soumise à la gravité tombant dans un tube rempli de fluide viscoplastique, a été analysée expérimentalement. Les résultats expérimentaux pour cette configuration classique concordent avec la littérature : pour de faibles valeurs de contrainte seuil, la bille tombe avec une vitesse verticale constante. L'analyse des données obtenues dans ces conditions a révélé des effets de confinement, mettant en évidence le défi de la reproductibilité dans l'expérience classique de la boule tombante. Pour résoudre cette problématique, une nouvelle configuration de viscosimètre a été proposée en introduisant un aimant permanent dans le système pour contrôler la dynamique de la bille lors de sa chute, assurant ainsi des données reproductibles. Dans ce nouvel dispositif, la compréhension de toutes les forces agissant sur la bille et leur influence sur sa dynamique est cruciale. Tout d'abord, les efforts se sont portés sur la détermination de la force magnétique par des approches analytiques et numériques, validées par des mesures expérimentales. Les trajectoires des données expérimentales du viscosimètre modifié ont ensuite été comparées pour valider le calcul de cette force nouvellement ajoutée. Les résultats démontrent que tandis que l'analyse de la position radiale reste difficile, les données de position verticale concordent avec les simulations. Afin de compléter les données de la littérature, la force de traînée seule a également été étudiée dans la configuration classique du viscosimètre. Un développement détaillé a été réalisé pour étudier la force de traînée statique, le résultat obtenu correspond la valeur bien connue de la littérature. Par des approches analytiques et numériques, nous aboutissons à une nouvelle corrélation pour le coefficient de traînée qui inclue cette force statique, les propriétés rhéologiques du fluide d'Herschel-Bulkley mais aussi les paramètres géométriques, notamment le rapport des rayons du tube et de la bille. Ce travail enrichit la littérature existante en fournissant de résultats originaux et en présentant de nouvelles perspectives par l'ajout d'une force de volume connue qui vient modifier la dynamique de la billeThis thesis presents an in-depth investigation, using experimental and numerical approaches, on a modified falling ball viscometer used to determine the rheological properties of fluids. The fluid studied here is Carbopol, modeled as a Herschel-Bulkley type fluid. This is a range of fluids called viscoplastic fluids, characterized by a yield stress and shear-thinning behavior under flow. Initially, the classic configuration of the viscometer, i.e., a ball subject to gravity falling in a tube filled with viscoplastic fluid, was analyzed experimentally. The experimental results for this classic configuration align with the literature: for low yield stress values, the ball falls with a constant vertical velocity. The analysis of the data obtained under these conditions revealed confinement effects, highlighting the challenge of reproducibility in the classic falling ball experiment. To address this issue, a new viscometer configuration was proposed by introducing a permanent magnet into the system to control the dynamics of the ball during its fall, thus ensuring reproducible data. In this new device, understanding all the forces acting on the ball and their influence on its dynamics is crucial. First, efforts focused on determining the magnetic force through analytical and numerical approaches, validated by experimental measurements. The trajectories of the experimental data from the modified viscometer were then compared to validate the calculation of this newly added force. The results show that while the analysis of the radial position remains difficult, the vertical position data align with the simulations. To complement the literature data, the drag force alone was also studied in the classic viscometer configuration. A detailed development was carried out to study the static drag force, and the result obtained matches the well-known value in the literature. Through analytical and numerical approaches, we arrive at a new correlation for the drag coefficient that includes this static force, the rheological properties of the Herschel-Bulkley fluid, as well as geometric parameters, notably the tube-to-ball radius ratio. This work enriches the existing literature by providing original results and presenting new perspectives by adding a known volumetric force that modifies the ball’s dynamics
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Stour, Ahmed. "Contribution a l'etude de l'ecoulement entre une sphere et un tube : application a la viscometrie a chute de bille." Poitiers, 1988. http://www.theses.fr/1988POIT2298.
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Calcul de l'ecoulement d'un fluide newtonien dans le domaine voisin de l'equateur de la sphere : determination des profils de vitesse et de la fonction de courant pour des nombres de reynolds moderes. Le calcul de la vitesse de deformation permet de proposer un coefficient de frottement caracteristique des viscosimetres a chute de bille. Verification experimentale
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Stour, Ahmed. "Contribution à l'étude de l'écoulement entre une sphère et un tube application à la viscométrie à chute de bille /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37618712f.
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Bettez-Bouchard, Jean-Alexandre. "Développement et expérimentation d'algorithmes de réorientation pour un robot sériel en chute libre." Master's thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27025.
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Ce mémoire présente 2 types de méthodes pour effectuer la réorientation d’un robot sériel en chute libre en utilisant les mouvements internes de celui-ci. Ces mouvements sont prescrits à partir d’algorithmes de planification de trajectoire basés sur le modèle dynamique du robot. La première méthode tente de réorienter le robot en appliquant une technique d’optimisation locale fonctionnant avec une fonction potentielle décrivant l’orientation du système, et la deuxième méthode applique des fonctions sinusoïdales aux articulations pour réorienter le robot. Pour tester les performances des méthodes en simulation, on tente de réorienter le robot pour une configuration initiale et finale identiques où toutes les membrures sont alignées mais avec le robot ayant complété une rotation de 180 degrés sur lui-même. Afin de comparer les résultats obtenus avec la réalité, un prototype de robot sériel plan flottant possédant trois membrures et deux liaisons rotoïdes est construit. Les expérimentations effectuées montrent que le prototype est capable d’atteindre les réorientations prescrites si peu de perturbations extérieures sont présentes et ce, même si le contrôle de l’orientation est effectué en boucle ouverte.This master’s thesis presents two different types of methods to reorient a free-floating serial manipulator with internal motion using path planning algorithms based on a dynamic model of the manipulator. The first method attempts to reorient the robot with a local optimisation technique using a potential function describing the global orientation of the robot, while the second method applies sinusoidal functions to the joints of the robot in order to reorient it. The proposed methods are tested with a robot that starts from a pose in which all the links are aligned and ends with the same configuration but with the robot having completed a 180 degrees rotation. To verify the simulation results against a real robot, a prototype of a planar robot with three bodies and two revolute joints is built. The experiments conducted show that the prototype is able to achieve the prescribed reorientation if almost no external torque is applied to the system, even though the control of the orientation is implemented in an open-loop mode.
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Jenny, Mathieu. "Etude de la transition au chaos d'une sphère en ascension ou en chute libre dans un fluide newtonien." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2003. http://www.theses.fr/2003STR13109.
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Makke, Ali. "Propriétés mécaniques des homo-polymères et des copolymers à blocs : approche par dynamique moléculaire." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00839525.
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Les propriétés mécaniques des polymères et des copolymères à blocs ont été étudiées par simulation de type dynamique moléculaire (modèle billes-ressorts). Les échantillons polymères ont été générés par la méthode de " radical like polymerisation ". Ces échantillons ont été soumis à des essais de traction uniaxiaux et triaxiaux dans le but d'étudier leurs réponses mécaniques. Dans la première partie de ce travail on a comparé deux méthodes de traction : " méthode de traction homogène" et la traction " pilotée par les bords " de l'échantillon. Les résultats montrent que les deux méthodes sont équivalentes à faible vitesse de traction. Le changement de distance entre enchevêtrement dans un polymère modèle sous traction est analysé, les résultats montrent que le désenchevêtrèrent des chaines est plus prononcé lorsque la déformation de l'échantillon est uniaxiale du fait de la relaxation latérale de l'échantillon. La nucléation des cavités dans les polymères amorphes soumis à une déformation triaxial a été également étudiée. On a trouvé que les cavités se forment dans des zones qui sont caractérisées par un faible module d'incompressibilité élastique. Ces zones sont identifiables dès le début de la déformation à une température très basse (T~0K). La seconde partie de ce travail se concentre sur la simulation de la réponse mécanique des copolymères à blocs. L'influence de l'architecture moléculaire sur le comportement mécanique de l'échantillon a été analysée. Les résultats montrent que le comportement mécanique des échantillons est piloté par le taux des chaines liantes qui assurent la transmission des contraintes entre les phases. Le flambement des lamelles dans les copolymères à blocs a été également étudié, l'influence de la taille de l'échantillon et de la vitesse de déformation sur la réponse mécanique de l'échantillon a été explorée. Les résultats montrent un changement de mode du flambement selon la vitesse de déformation imposée. Un nouveau modèle qui prend en compte le facteur cinétique du flambement est proposé pour décrire la compétition entre les modes.
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Loget, Nicolas. "Dynamique de l'érosion fluviatile consécutive à une chute du niveau de base : l'exemple de la crise de salinité messinienne." Phd thesis, Université Rennes 1, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011641.
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Les variations du niveau de base entraînent une perturbation de la dynamique érosive d'un système continental. Une chute du niveau de base se traduit par la propagation d'une incision fluviatile vers l'amont entraînant un rajeunissement du paysage. Cette étude a pour but de montrer comment cette érosion affecte l'évolution d'un paysage, suivant les paramètres du système morphologique préexistant. Elle s'appuie sur un exemple préservé de chute du niveau de base de grande ampleur pendant la Crise de Salinité Messinienne en Méditerranée il y a 5.5 Ma. L'étude morphologique des incisions messiniennes couplée à une modélisation numérique montre qu'il existe une dichotomie entre la vitesse de croissance d'un réseau et ses effets sur l'évolution à long terme d'un paysage en présence d'une pente régionale préexistante. L'absence de pente régionale peut conduire à une modification drastique comme la capture de l'Atlantique au niveau de Gibraltar qui a entraîné la fin de la Crise Messinienne.
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Qaddah, Baraa. "Modélisation numérique de la dynamique et de l'évolution thermique d'une goutte métallique en chute libre dans un milieu visqueux." Thesis, Aix-Marseille, 2020. http://www.theses.fr/2020AIXM0139.
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Au cours des derniers stades de l’accrétion planétaire, des impacts entre des protoplanètes différenciées ont considérablement influencé les conditions thermochimiques des futures planètes telluriques. Le résultat de ces impacts est un écoulement diphasique. Après chaque impact et la formation d'un océan de magma, la phase métallique de l’impacteur a subi de forts processus de déformation et de fragmentation avant d’atteindre la base de l’océan de magma. Les enjeux de cette thèse sont de déterminer le rôle du rapport de viscosité entre les deux phases et la taille initiale de la goutte sur la dynamique, la fragmentation et l’évolution thermochimique de la goutte métallique. Pour ce faire, nous développons des modèles numériques en utilisant le logiciel Comsol Multiphysics. Nous déterminons les modes de fragmentation en fonction des nombres de Reynolds, de Weber et du rapport de viscosité. Ensuite, nous comparons le temps et la distance de fragmentation avec des études antérieures et nous proposons des lois d’échelles du rayon maximum stable de la goutte et du Weber critique en fonction de la viscosité de l’océan de magma et du rapport de viscosité, respectivement. Puis, nous estimons les échanges thermochimiques potentiels entre la goutte et l’océan magmatique en appliquant un modèle géophysique dépendant de nos résultats numériques. Enfin, nous étudions l’évolution thermique d’une goutte dans un océan magmatique et l’influence d’une viscosité dépendant de la température sur la dynamique, et l’évolution thermique d’une goutte. Nous proposons des lois d’échelle de temps et de longueur d’équilibre thermique et du nombre de Nusselt en fonction du nombre de PecletDuring the last stages of planetary accretion, impacts between differentiated protoplanets have considerably influenced the thermochemical conditions of future telluric planets. The result of these impacts is a two-phase flow. After each impact and the formation of a magma ocean, the metallic phase of the impactor underwent strong deformation and fragmentation processes before reaching the bottom of the magma ocean. The challenges of this thesis are to determine the role of the viscosity ratio between the two phases and the initial drop size on the dynamics, fragmentation and thermochemical evolution of the metallic drop. To do so, we develop numerical models using the Comsol Multiphysics software. We determine the fragmentation modes as a function of Reynolds and Weber numbers and viscosity ratio. We then compare the fragmentation time and distance with previous studies and propose scaling laws of the maximum stable radius of the drop and critical Weber as a function of magma ocean viscosity and viscosity ratio, respectively. Then we estimate the potential thermo-chemical exchanges between the drop and the magma ocean by applying a geophysical model depending on our numerical results. Finally, we study the thermal evolution of a drop in a magmatic ocean and the influence of a temperature-dependent viscosity on the dynamics. We propose time scale and length laws of thermal equilibrium and Nusselt number as a function of the Peclet number
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Loget, Nicolas. "Dynamique de l'érosion fluviatile consécutive à une chute du niveau de base : l'exemple de la crise de salinité messinienne /." Rennes : Géosciences-Rennes, 2005. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb40085996p.
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Gouin, Philippe. "Analyse expérimentale en entrée et en sortie de l'aspirateur d'une turbine hydraulique de basse chute." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/27978/27978.pdf.
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Wacheul, Jean-Baptiste. "Étude de la fragmentation de métal liquide en chute libre dans un environnement visqueux : application à la formation des planètes." Thesis, Aix-Marseille, 2019. http://www.theses.fr/2019AIXM0184.
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L'accrétion de planètes telluriques comme la Terre se déroule par collisions successives entre proto-planètes déjà différenciées en un manteau de silicate et un noyau de fer. Le résultat de ces impacts est un écoulement diphasique qui est la dernière occasion pour les deux composants principaux des planètes de partiellement se mélanger. Afin d'étudier les conditions des échanges diffusifs de chaleur et d'éléments chimiques dans cet écoulement, nous avons fait des expériences sur un système de fluide analogue. Le fer liquide est représenté par un alliage de gallium et l'océan de magma est représenté par un liquide visqueux. Les vidéos de la chute d'un sphéroïde de métal liquide dans le fluide visqueux sont analysées par ordinateur pour en extraire la dynamique de l'écoulement post-impact .La température du métal liquide avant et après sa chute est mesurée dans le but d'analyser les conditions des échanges diffusifs entre les deux phases intégrées sur toute la chute. Nous montrons que la dilution du diapir produit par l'entrainement de fluide ambiant au cours de sa chute suit l'hypothèse d'entrainement turbulent. La fragmentation du métal liquide est caractérisée par la mesure de la distance de fragmentation, par la mesure du rayon moyen des gouttes produites en fonction du rayon initial du diapir et par la mesure de la distribution des tailles de goutte. La distribution est donnée par une fonction de Bessel. Les données sur la dynamique, sur la fragmentation et sur la température sont ensuite utilisées pour tester les différents modèles d'équilibration entre les deux phasesThe accretion of terrestrial planets like Earth proceeds partly by impacts of proto-planets already differentiated in a silicate mantle and an iron core. Those impacts result in a two phase flow where the two main components of the planets partially mix for the last time. In order to study the conditions of diffusive transfer of heat and elements during this flow, we have performed experiments using an analog system of fluids. A gallium alloy is used to represent the molten iron core and a viscous fluid is used to represent the molten silicatemantle. Video recordings of the fall of liquid metal spheroids through the viscous fluid areanalyzed as a way to study the dynamics of the post impact flow. Measurements of the temperature of the liquid metal before and after its fall are performed in order to probe the conditions of the diffusive transfer between the two phases integrated along the fall.The diapir is found to dilute by entraining ambient fluid during its fall in a manner thatis well described by the entrainment hypothesis. The fragmentation of the liquid metal is quantified in terms of the break up distance, the mean radius of the droplets as a function of the spheroid’s initial radius andthe distribution of sizes of the droplets. The mean radius of the droplets is marked by the large scale falling speed which we interpret as a sign of a continuous break up process. The distribution of sizes is given by a Bessel function. The data on the dynamics, on the fragmentation and on the temperature are then used to test the existing thermal equilibration models between the two phases
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Tchoufag, Joël. "Étude de la trajectoire d'objets en chute ou en ascension dans un fluide visqueux : une approche de stabilité globale." Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2299/.
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Cette thèse consiste en l'étude de stabilité globale linéaire et faiblement nonlinéaire de l'écoulement incompressible autour d'obstacles axisymétriques tels que des cylindres et des bulles ellipsoïdales. Les objets sont considérés fixes dans un écoulement incident, ou mobiles sous l'effet de la gravité dans un fluide newtonien autrement au repos. La configuration "fixe" est étudiée par une analyse modale de façon paramétrique, en fonction du rapport de forme des corps et du nombre de Reynolds. La dynamique du sillage est dominée par les instabilités |m|=1 suivies des modes |m|=2. Les équations d'amplitude traduisant l'interaction des modes globaux sont obtenues pour les trois premières transitions dans la route vers le chaos. Une comparaison avec la DNS donne qualitativement un bon accord. En outre, le cœur de l'instabilité (ou générateur d'ondes) et les zones critiques de sensitivité à une modification extérieure (tensioactifs, etc. ) de l'écoulement autour d'une bulle fixe de forme figée sont identifiées par une approche adjointe. En configuration "mobile", l'analyse de stabilité est mise en œuvre sur le système couplé fluide+objet mobile, et montre une dynamique non-triviale incluant des sauts de fréquence et des points de condimentions multiple. En particulier, on montre qu'une grande variété de trajectoires résulte directement de modes globaux de ce système couplé plutôt que de la dynamique du sillage considéré seul. Une approche quasi-statique dans la limite des grandes masses permet d'établir le lien avec la configuration "fixe". Enfin, on montre que le régime zigzag des disques et des bulles peut être correctement modélisé par une analyse de stabilité faiblement non-linéaire, laquelle révèle en particulier l'importance du champ moyen sur la fréquenceWe study the linear and weakly nonlinear global stability of the flow past axisymmetric ostacles such as cylinders and oblate spheroidal bubbles. These bodies are either considered held fixed or mobile under the effect of gravity in a Newtonian fluid otherwise at rest. A modal analysis is used to study the ``fixed" configuration in a parametric manner, varying the body aspect ratio and the Reynolds number. The wake instability is dominated by the helical modes |m|=1, followed up by the |m|=2 modes. The amplitude equations expressing the global modes interactions are derived and validated for thin disks up to the third bifurcation in the transition to chaos. A comparison with DNS shows qualitatively a good agreement. The instability core (wavemaker) and the critical regions most sensitive to an external modification (surfactants, etc) of the flow past a fixed bubble of frozen shape are identified through an adjoint approach. In the ``mobile" configuration, the stability analysis deals with the coupled system modes of the fluid+mobile object and shows non-trivial features of the stability branches among which frequency jumps and codimension-two bifurcation points. We show in particular that many trajectories directly result from the unstable global modes of the coupled system, rather than from the dynamics of the sole wake. A quasi-static approach in the high mass limit is used to establish the the connection with the "fixed" configuration. Last, the zigzag regime of disks and bubbles is proved to be satisfactorily modeled by a weakly nonlinear analysis, which particularly reveals the importance of the mean flow on the frequency
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Hammou, Abdelkader Djilali. "Contribution à l'étude et à la modélisation du comportement dynamique des emballages." Thesis, Reims, 2012. http://www.theses.fr/2012REIMS026/document.
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Cette thèse présente une étude expérimentale et numérique d'essais de chute libre et de vibrations aléatoires d'emballages en carton ondulé contenant différents calages en mousse. Un modèle d'homogénéisation efficace pour le carton ondulé a été développé. Dans ce modèle homogénéisé, le carton ondulé est représenté par une plaque 2D. Au lieu d'utiliser une loi de comportement locale (reliant les déformations aux contraintes) à chaque point d'intégration, l'homogénéisation conduit aux rigidités globales (reliant les déformations généralisées aux forces résultantes) pour la plaque équivalente homogène. Ce modèle a été implémenté dans le logiciel Abaqus. Le comportement de la mousse a été déterminé expérimentalement et modélisé avec un modèle de mousse déformable d'Abaqus. Les emballages sont soumis à des tests de chute libre d'une hauteur donnée sur un sol rigide et des essais de vibrations aléatoires type bruit blanc sur table vibrante. Les résultats numériques obtenus en utilisant la simulation avec le modèle homogénéisé concordent bien avec les résultats expérimentaux. Nous avons également montré que la contribution de la caisse en carton ondulé à la réponse au choc et à la vibration aléatoire ne pouvait pas être négligée dans la conception des calagesThis thesis presents experimental and numerical studies of drop tests random vibrations of corrugated cardboard packaging containing different foam cushions. An efficient homogenization model for the corrugated cardboard has been developed. In this homogenized model, the corrugated cardboard is represented by a 2D plate. Instead of using a local constitutive law (relating the strains to the stresses) at each material point, the homogenization leads to global rigidities (relating the generalized strains to the resultant forces) for the equivalent homogeneous plate. This model was implemented into the FE software Abaqus. The foam behaviour was experimentally determined and modelled using a crushable foam model of Abaqus. The packages are tested in free fall from a given height on a rigid floor and submitted to white noise random vibrations. The numerical results obtained using the FE simulation with the homogenized model agree well with the experimental results. We have also shown that the contribution of the corrugated cardboard box to the shock and random vibration responses could not be neglected in the design of cushioning package
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Lorentz, Julien. "Etude de la capacité de dissipation sous impact d'une structure sandwich de protection contre les chutes de blocs rocheux." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00143778.
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Cette thèse aborde le domaine de la protection passive contre les chutes de blocs rocheux. L'objectif est d'étudier un ouvrage composite dissipatif de protection : l'ouvrage sandwich. Il est composé d'une dalle en béton armé qui a pour rôle de répartir l'effort d'impact sur une deuxième couche composée de grave insérée dans des chaussettes de géotextile extensible contenues dans des colonnes de pneus de voitures usagés. Une campagne expérimentale de lâchers de blocs à l'échelle de l'ouvrage est réalisée dans le but de mesurer les efforts transmis par l'ouvrage pour des énergies cinétiques allant jusqu'à 90 kJ. L'ouvrage sandwich est bien adapté pour des énergies de 50 à 100 kJ. Pour des énergies supérieures, le double sandwich (superposition de 2 sandwichs simples) paraît mieux adapté pour diminuer l'intensité de la force transmise en améliorant l'effet de dissipation par une meilleure répartition de la charge d'impact. En parallèle, des simulations numériques grâce à la méthode des éléments discrets, et plus particulièrement le code SDEC, sont menées. Une procédure de calage des paramètres locaux est proposée pour simuler le comportement de l'ouvrage sandwich sous impact. Les paramètres élastiques et plastiques sont calés à partir d'essais quasi-statiques triaxiaux ou de compression simple. De plus, une loi de transfert de moment est ajoutée pour augmenter le frottement entre les grains ou pour modéliser la flexion de la dalle en béton armé ce qui permet de représenter le comportement de l'ouvrage pour une gamme d'énergie allant jusqu'à 45 kJ.
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Chrust, Marcin. "Etude numérique de la chute libre d'objets axisymétriques dans un fluide newtonien." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00749659.
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La mémoire présente une étude numérique des trajectoires non-verticales d'objets en chute ou en ascension libre dans un fluide newtonien initialement au repos. Une méthode numérique originale combinant une discrétisation spatiale spectrale et la décomposition du domaine a été implémentée à cet effet. Le code obtenu a été exploité pour apporter de nouvelles connaissances sur des objets fixes et objets libres. Pour les objet fixes, ellipsoïdes et cylindres, l'étude très complète des divers états de la transition a permis d'établir un lien entre le scénario de transition de la sphère et du disque infiniment mince. La simulation numérique d'objets libres a apporté des résultats très complets sur la chute de disques minces et de cylindres de faible épaisseur. Plusieurs questions soulevées dans les travaux précédents ont trouvés des réponses claires. Une étude paramétrique exhaustive, jamais abordée précédemment, portant sur des ellipsoïdes est décrite dans le dernier chapitre du mémoire.
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Ansart, Renaud. "Émission de poussières lors de la manipulation de poudre : interaction entre les particules en mouvement et l'air ambiant." Toulouse, INPT, 2007. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000594/.
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Quand des matériaux pulvérulents sont manipulés, il est inévitable qu'une partie soit dispersée dans l'atmosphère environnante, ce qui conduit à une mise en suspension dans l'air et à des dépôts sur les surfaces. Il y a risque pour la santé des opérateurs sur les lieux de travail, s'ils entrent en contact direct avec les particules en suspension dans l'air par toucher, ingestion, ou par inhalation avec des risques spécifiques de maladies professionnelles tels que des cancers ou des empoisonnements si les produits sont toxiques ou nocifs. Le but de ce travail a été de concevoir, de réaliser et d'exploiter un pilote exprimental afin d'étudier les mécanismes de mise en suspension de poussières lors du déversement de poudre d'un silo. Le panache formé a été observé et caractérisé par des mesures optiques de distribution de taille de particules, de vitesse et d'analyse d'images, ainsi que des bilans globaux de matière. Ces mesures ont ensuite été confrontées à un modèle numériqueIn all cases where powders are handled there is the risk of particles becoming dispersed in the atmosphere leading to suspension in air and eventually deposits on surfaces. Suspension in air means loss of product and more seriously risks to health when operators come into contact with powders by ingestion, or inhalation. Thiscan lead to health problems such as lung cancer or even poisoning if the powders are toxic. This work has been carried out to an experimental set up characterising the mechanisms of dust emission from a falling stream of powders. The aim of this thesis is to design and build an experimental set-up to study the mechanisms by which particles become suspened in air from a stream of particles falling from a silo. The characteristics of the falling stream are observed and measured by optical methods involving, PIV, image analysis and laser diffraction particle size analysis. Mass balances on solids and induced air are determined and compared with a numerical model
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Bertrand, David. "Modélisation du comportement mécanique d'une structure cellulaire soumise à une sollicitation dynamique localisée - Application aux structures de protection contre les éboulements rocheux." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012195.
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Cette thèse porte sur la modélisation et la caractérisation mécanique sous sollicitation dynamique d'impact d'une structure de protection contre les chutes de blocs rocheux. L'ouvrage est un merlon construit à partir d'un assemblage de cages grillagées parallélépipédiques remplies d'un matériau granulaire (ou cellules). Une approche multi-échelles est utilisée pour l'étude du comportement de l'ouvrage. La méthode aux éléments distincts est employée pour la modélisation numérique de la structure et de ses composants. Le grillage à maille hexagonale des cellules est modélisé à partir d'une description discrète de la nappe. Le comportement élasto-plastique du métal est décrit jusqu'à la rupture. Après le couplage du grillage avec le milieu granulaire effectué sous le même environnement de calcul, le comportement mécanique d'une cellule est étudié suivant différents chemins de sollicitation en conditions quasi-statiques puis dynamiques. De ces essais, un modèle constitutif représentatif du comportement macroscopique d'une cellule est proposé permettant le passage à l'échelle de la structure. Cette dernière est modélisée à partir d'éléments discrets dont les interactions sont décrites par le modèle constitutif. L'étude du comportement de l'ouvrage face à une sollicitation dynamique localisée est effectuée dans le but d'identifier l'influence des paramètres structurels et l'influence des conditions d'impact.
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Tallon, Guillaume. "Applications cliniques d'analyses dynamiques des fluctuations posturales chez la personne âgée." Thesis, Montpellier 1, 2013. http://www.theses.fr/2013MON14006/document.
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Le vieillissement démographique français constitue un défi majeur de santé publique. Il se caractérise par des changements physiologiques pouvant provoquer des troubles moteurs. Il en résulte à plus ou moins long terme une perte d'autonomie nécessitant parfois l'institutionnalisation de la personne. L'examen des déficits posturaux se réalise en pratique clinique courante par une évaluation stabilométrique. L'enregistrement des déplacements du centre des pressions peut être analysé selon deux approches : la première, traditionnelle, analysant leur cinématique à l'aide de statistiques descriptives ; la seconde, dynamique, quantifiant leur complexité notamment en termes de régularité. Dans ce travail, nous montrons statistiquement la complémentarité de ces deux approches. Nous mettons également en évidence les intérêts cliniques de l'approche dynamique au travers de deux études : (i) une exploration de la relation entre les résultats d'un test fonctionnel validé et l'évaluation posturale chez des femmes âgées sédentaires ; (ii) une comparaison basée sur une analyse dynamique des fluctuations posturales de deux groupes de personnes âgées institutionnalisées : avec et sans antécédents de chuteIn France, aging is a major public health challenge. Specific aging-associated physiologic modifications can produce movement disorders and lead to dependency and institutionalization in nursing homes. Clinical examination of postural deficits is generally achieved by means of stabilometric evaluation. Recordings of center of pressure (COP) displacements can be analyzed in two ways : (i) a classical approach based on kinematics and descriptive statistics or (ii) a dynamical approach which provides a quantification of the complexity of COP time series in terms of regularity. In this work, we statistically show the complementarity of these two approaches. We also highlight the clinical interest of the dynamical approach with two clinical studies : (i) an exploration of the relationship between a functional test and postural evaluation in asymptomatic sedentary older women ; (ii) a comparison of institutionalized elderly non-fallers and fallers based on a dynamical analysis of COP fluctuations
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Makke, Ali. "Mechanical properties of homogenous polymers and block copolymers : a molecular dynamics simulation approach." Thesis, Lyon 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LYO10067/document.
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Les propriétés mécaniques des polymères et des copolymères à blocs ont été étudiées par simulation de type dynamique moléculaire (modèle billes-ressorts). Les échantillons polymères ont été générés par la méthode de « radical like polymerisation ». Ces échantillons ont été soumis à des essais de traction uniaxiaux et triaxiaux dans le but d’étudier leurs réponses mécaniques. Dans la première partie de ce travail on a comparé deux méthodes de traction : « méthode de traction homogène» et la traction « pilotée par les bords » de l’échantillon. Les résultats montrent que les deux méthodes sont équivalentes à faible vitesse de traction. Le changement de distance entre enchevêtrement dans un polymère modèle sous traction est analysé, les résultats montrent que le désenchevêtrèrent des chaines est plus prononcé lorsque la déformation de l’échantillon est uniaxiale du fait de la relaxation latérale de l’échantillon. La nucléation des cavités dans les polymères amorphes soumis à une déformation triaxial a été également étudiée. On a trouvé que les cavités se forment dans des zones qui sont caractérisées par un faible module d’incompressibilité élastique. Ces zones sont identifiables dès le début de la déformation à une température très basse (T~0K). La seconde partie de ce travail se concentre sur la simulation de la réponse mécanique des copolymères à blocs. L’influence de l’architecture moléculaire sur le comportement mécanique de l’échantillon a été analysée. Les résultats montrent que le comportement mécanique des échantillons est piloté par le taux des chaines liantes qui assurent la transmission des contraintes entre les phases. Le flambement des lamelles dans les copolymères à blocs a été également étudié, l’influence de la taille de l’échantillon et de la vitesse de déformation sur la réponse mécanique de l’échantillon a été explorée. Les résultats montrent un changement de mode du flambement selon la vitesse de déformation imposée. Un nouveau modèle qui prend en compte le facteur cinétique du flambement est proposé pour décrire la compétition entre les modesWe use molecular dynamics simulation of a coarse grained model to investigate the mechanical properties of homogenous polymers and lamellar block copolymers. Polymer samples have been generated using “radical like polymerisation” method. These samples were submitted to uniaxial and triaxial tensile tests in order to study their mechanical responses. First we compare two tensile test methods: the “homogenous deformation method” and the “boundary driven deformation method”. We find that the two methods lead to similar results at low strain rate. The change of the entanglement network in polymer sample undergoing a tensile deformation was investigated. We have found that the sample exhibits an increase of its entanglement length in uniaxial deformation test compared to triaxial deformation one. Our finding was interpreted by the pronounced chain disentanglement observed in the uniaxial deformation test due to the lateral relaxation of the sample. The cavity nucleation in amorphous polymers has been also studied. We have found that the cavities nucleate preferentially in zones that exhibit a low elastic bulk modulus. These zones can be identified from the initial undeformed state of the sample at low temperature (T~0K). The second part of the work focused in the simulation of the mechanical response of block copolymers. The influence of chain architecture on the mechanical properties was investigated: our finding reveals an important role of the bridging molecules (cilia chains and knotted loop chains) on the stress transmission between phases at high strain. The initiation of plasticity in copolymer samples was also studied. The role of the buckling has been found to be determinant in the mechanical response of the sample The dependence of the buckling instability with the sample size and the deformation rate was investigated. We have found that the fundamental (first) mode of buckling develops at relatively low strain rate whereas at high strain rate the buckling of the sample occurs with the second or higher mode of buckling. A new model that takes into account the buckling kinetic was developed to describe this competition between the buckling modes
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Diallo, Moustapha. "Wetting on heterogeneous metal-oxides regular patterned surfaces by a non-reactive liquid metal." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLC004/document.
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Dans la galvanisation à chaud, les aciers sont protégés contre la corrosion par une mince couche de zinc obtenue par immersion dans un bain d’alliage de zinc. Avant ce processus, les tôles d'acier subissent un recuit de recristallisation afin d'éliminer l’écrouissage après laminage à froid. Les conditions de recuit utilisées réduisent le film d'oxyde de fer natif, ce qui favorise la mouillabilité de la surface de l'acier par le zinc liquide. Cependant, les nouveaux aciers à haute résistance contiennent des quantités importantes d'éléments d’addition, tels que le silicium et le manganèse. Ces élements diffusent à la surface de l'acier pendant le recuit de recristallisation et forment des particules ou des films d'oxyde par oxydation sélective externe. Si le fer pur est bien mouillé par le zinc liquide, ces oxydes ne le sont pas et leur présence à la surface peut entraîner des défauts dans le revêtement final.Pour étudier l'influence de la taille et de la distribution des oxydes sur le mouillage par le métal liquide, nous avons étudié un mouillage non réactif du plomb liquide sur une surface hétérogène texturée Fe / silice en utilisant la technique de chute de goutte.Ces surfaces ont été conçues par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma, suivi d'un procédé photolithographique.Après l'impact, la goutte s'étend jusqu'à son diamètre d'étalement maximal. S’ensuit une phase de recule de la goutte. Pendant son recul, la goutte est plus ou moins retenue, en fonction du taux de couverture de silice, sur le fer pur: phénomène d’accrochage-glissement. Sur les surfaces à faible teneur en silice, ce phénomène entraîne une déformation de la forme de la goutte qui est plus allongée dans un sens et quelquefois à la division de la goutte.Il a été démontré que le mouillage est affecté principalement par la fraction de surface de la silice.Enfin, nous avons modélisé les différentes phases de l'étalement de la goutte sur ces surfaces hétérogènes. Des modèles de littérature ont été revus et adaptés et nous avons proposé des modèles macroscopiques de l'oscillation de la goutte pendant son étalementIn hot-dip galvanizing, steel sheets are protected against corrosion by a thin layer of zinc obtained by immersion in a zinc alloy bath. Before this process, the steel sheets undergo recrystallization annealing to eliminate stresses after cold-rolling. The annealing conditions used reduce the native iron oxide film, which promotes the wettability of the steel surface with liquid zinc. However, new high-strength steels contain significant quantities of addition elements, such as silicon and manganese. These elements diffuse on the surface of the steel sheets during recrystallization annealing and form oxide particles or films by selective external oxidation. If pure iron is well wet with liquid zinc, these oxides are not and their presence on the surface can lead to defects in the final coating.To study the influence of oxide size and their distribution on liquid metal wetting, we studied a non-reactive wetting of liquid lead on a heterogeneous Fe / silica textured surface using the dispensed technique.These surfaces were designed by plasma-assisted chemical vapour deposition followed by a photolithographic process.After impact, the drop extends to its maximum spreading diameter. This is followed by a phase of drop receding. During this, the drop is more or less retained, depending on the silica coverage rate, on the pure iron: stick-slip motion. On surfaces with low silica content, this phenomenon causes a deformation of the drop shape which is more elongated in one direction and sometimes at the division of the drop.We showed that wetting is mainly affected by the surface fraction of silica.Finally, we modelled the different phases of drop spreading on these heterogeneous surfaces. Literature models were reviewed and adapted and macroscopic models of the oscillation of the drop during its spreading were proposed
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Venchiarutti, Célia. "Approche de la dynamique des particules dans le sillage des Kerguelen, à l'aide des traceurs géochimiques : 230Th et 231Pa." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00204680.
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Lors du projet Kerguelen Ocean and Plateau compared Study (KEOPS), la dynamique des particules (vitesses de chute, temps de résidence) et les interactions entre dissous et particules (" boundary scavenging ") ont été étudiées afin de mieux comprendre les mécanismes responsables de la fertilisation naturelle en fer observée sur le plateau des Kerguelen. Notre étude utilise deux radionucléides le 230Th et le 231Pa - tous deux produits de désintégration de l'uranium et très réactifs vis-à-vis des particules - comme traceurs de la dynamique des particules.
L'étude des vitesses de chute des particules, estimées à partir des distributions de 230Th a montré que, paradoxalement à son fort export de C, le plateau avait des vitesses de chute des particules plus faibles (S= 500 m.an-1) que les stations du large dans les eaux HNLC (S=800 m.an-1). Ce résultat, assez surprenant, soulève une question quant à la limitation du modèle de scavenging 1D dans le cadre de l'étude de la dynamique des particules des systèmes côte-large et suggère l'utilisation d'un modèle 2D pour reproduire le scavenging de ces régions.
Sur le plateau, les fortes concentrations de 231Pa dissous suggèrent que du 231Pa a été relâché lors de la dégradation bactérienne d'agrégats, riches en opale (phase pour laquelle le Pa a une forte affinité).
Sur l'escarpement à l'Est du plateau, la diminution des concentrations de 230Th et de 231Pa dissous, concomitante à l'augmentation de leur concentration dans les particules, a montré un intense boundary scavenging le long de la pente du plateau, sous l'effet de couches néphéloïdes ou de re-suspension depuis les sédiments, riches en opale.
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Le, Goïc Maëva. "Etude du contrôle postural chez l'homme : analyse des facteurs neurophysiologiques, biomécaniques et cognitifs, impliqués dans les 500 premières millisecondes d'une chute." Phd thesis, Université René Descartes - Paris V, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01002633.
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La chute chez les seniors constitue un problème de santé publique. Citée comme la seconde cause de décès accidentel dans le monde, elle concerne un tiers des Français de plus de 65 ans. Les séquelles physiques et fonctionnelles qui en résultent, les conséquences psychosociales nuisibles pour la qualité de la vie, la perte d'autonomie et son coût de prise en charge justifient l'attention qui lui est actuellement portée. Du point de vue du chercheur, les interprétations sous-jacentes à la surexposition des personnes âgées au risque de chute restent controversées, notamment parce que la compréhension de la coordination dynamique corporelle et de l'implication corticale lors du contrôle de l'équilibre est encore limitée. L'étude de la chute et des mécanismes qui y conduisent présente donc un double intérêt, fondamental et sociétal. Une chute survient si deux conditions sont réunies. La première est la perte initiale de l'équilibre, un 'pré-requis' qui peut toucher la population entière dans son quotidien. La seconde est un échec des mécanismes de rééquilibration, c'est à dire de la stratégie de réponse mise en œuvre pour compenser la déstabilisation : comment s'opère la sélection d'une stratégie de rattrapage, à partir de quelle appréciation du contexte et des informations sensorielles disponibles est-elle choisie ? qu'est ce qui assure son opérationnalité et garantit le rattrapage ou signe au contraire son échec ?...Pour répondre à ces questions, nous nous sommes donc intéressés à ce moment critique où il est encore possible de modifier l'issue finale par des ajustements posturaux et des actions motrices rapides et adéquats chez une population de jeunes adultes. La première étude est une analyse globale de la phase précoce d'une chute -abrégée par un harnais- (soit quelques centaines de millisecondes après la perturbation), afin d'évaluer la capacité du sujet à réagir à une perturbation imprévue et de développer des stratégies garantissant une protection efficace. Cette première étape se propose d'identifier les indicateurs discriminants et prédictifs d'une chute et d'un rattrapage au niveau neurophysiologique et biomécanique. Cette étude a également permis de mettre en évidence la présence d'un délai temporel incompressible appelé " phase passive ", source de contraintes spatio-temporelles à l'expression complète d'une réponse posturale adaptée. Dans la seconde étude, de modélisation, nous avons élaboré un modèle mécanique personnalisé, construit à partir de radiographies tridimensionnelles non invasives du corps entier. Cette modélisation nous a permis d'analyser la contribution relative de propriétés biomécaniques passives et des synergies musculaires actives en jeu pendant les perturbations récupérables de l'équilibre ou non en comparant les résultats expérimentaux ('réels') obtenus à l'aide d'un dispositif asservi pour provoquer des chutes de plain-pied et la réponse théorique prédite ('simulée') à l'aide du modèle. Les résultats obtenus permettent de confirmer que le comportement du corps est en phase précoce-dicté par ses propriétés mécaniques, et peut être assimilé à un modèle simplifié. Après avoir mis en évidence l'existence d'une phase inertielle d'une durée équivalente à la moitié du temps disponible avant l'impact, notre questionnement s'est orienté vers le traitement de l'information en-cours lors de cette phase afin d'évaluer la contribution corticale alors que la réponse posturale évolue. La troisième étude consiste principalement à appréhender la charge cognitive impliquée dans le contrôle sensori-moteur, en particulier lors d'une chute, à l'aide du paradigme de double-tâche. En conclusion, à travers une approche pluridisciplinaire, les résultats obtenus dans cette thèse permettent d'émettre des recommandations intéressantes pour une prévention et une rééducation adaptée dans le but de contribuer à l'amélioration de la qualité de vie des personnes âgées.
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Zhang, Yi. "Analyse et dimensionnement d'ouvrages de protection contre les chutes de blocs." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2006. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002076.
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Le Pare-blocs Structurellement Dissipant (PSD) est un type de galerie pare-blocs innovant. Il se compose d'une dalle en béton armé reposant sur des appuis fusibles métalliques. Contrairement aux galeries pare-blocs traditionnelles, le PSD utilise directement le mouvement de la dalle, et la déformation de la dalle et des appuis, pour dissiper l'énergie d'impact de blocs rocheux. Le but de cette thèse est de contribuer à améliorer l'analyse et le dimensionnement du PSD sous les impacts rocheux. L'analyse structurelle du PSD nécessite des analyses d'impact appropriées. Un algorithme d'impact est donc développé, qui permet de traiter les impacts unilatéraux entre un projectile rigide et une structure déformable. Cet algorithme est ensuite mis en œuvre dans un code de calculs par éléments finis. Validé par plusieurs tests, ce développement fournit un outil de calcul pour le PSD permettant de prendre en compte les effets de vitesse du comportement des matériaux. Cet outil est utilisé pour modéliser le PSD sous différentes conditions d'impact. D'abord, les essais d'impact sur une maquette PSD à l'échelle 1/3 sont modélisés pour connaître la faisabilité de la modélisation structurelle. Une corrélation satisfaisante entre les résultats numériques et expérimentaux permet de réaliser plusieurs séries d'études paramétriques avec le même modèle aux éléments finis pour mettre en évidence l'influence de la masse et de la vitesse des blocs rocheux, de la position de point d'impact sur la dalle, de l'épaisseur de la dalle, du type de béton et du pourcentage d'armatures de la dalle. Enfin, des calculs à l'échelle de la structure sont effectués. Toutes ces études montrent la robustesse du concept PSD, ainsi que ses optimisations possibles, particulièrement pour améliorer sa résistance vis-à-vis du poinçonnement.
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Trad, Ayman. "Analyse du comportement et modélisation de structures souples de protection : le cas des écrans de filets pare-pierres sous sollicitations statique et dynamique." Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00690546.
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En région montagneuse, les infrastructures et les voies de communications sont soumises à de nombreux risques naturels dont les phénomènes d'origine gravitaire. Au-delà du danger pour les usagers, les conséquences des interruptions du trafic deviennent problématiques d'un point de vue économique et il devient indispensable de sécuriser les itinéraires. La mise en place d'écrans de filets pare-pierres est une des solutions possibles pour la protection contre les éboulements rocheux. Cette thèse porte sur l'étude des écrans souples ou filets métalliques de protection contre les chutes de blocs et plus précisément sur l'écran développé par l'entreprise GTS. Le filet constitutif de ces écrans se différencie par rapport aux systèmes conventionnels par un comportement orthotrope, dû à un maillage spécifique. Dans cette étude nous caractérisons le comportement de ces écrans de filets sous des chargements statiques et dynamiques de type impact par une approche couplant l'expérimentation et la modélisation numérique. L'étude procède pas à pas, les divers constituants sont évalués de façon quasi-statique, en laboratoire, et également in-situ pour reproduire les conditions réelles d'utilisation, en particulier l'aspect dynamique. Une attention particulière concernant les dissipateurs d'énergie, qui représentent l'élément centrale de ce type de structure, nous a permis de mettre au point un élément fusible robuste et fiable. Une campagne d'essais en grandeur réel sur les écrans de filets étudiés a permis de valider deux classes énergétiques (3000 kJ et 5000 kJ) selon les recommandations européennes. Les données recueillis lors des expérimentations ont permis de calibrer et valider différentes modélisations numériques de type éléments finis et éléments discrets. La pertinence de la modélisation a été évaluée au niveau des différentes échelles étudiées, échelle d'une maille, échelle d'une nappe, échelle du dissipateur d'énergie et échelle de la structure entière. Les performances et les limites des deux approches, MEF (méthode des éléments finis) et MED (méthodes des éléments discrets) ont été évaluées pour ce qui est de nos modélisations.
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Gangloff, Aurélien. "Devenir des apports solides du Rhône dans le Golfe du Lion : étude de la dynamique du panache turbide du Rhône en réponse aux forçages hydrométéorologiques." Thesis, Brest, 2017. http://www.theses.fr/2017BRES0117/document.
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Les contaminants, dissouts ou adsorbés sur les particules, sont principalement délivrés au milieu marin par les fleuves. La dynamique sédimentaire constitue alors un proxy de la dynamique de ces contaminants. Cette thèse s'inscrit dans le projet ANR AMORAD, et se focalise sur la dynamique du matériel particulaire délivré par le Rhône au Golfe du Lion (Méditerranée nord-occidentale), principal contributeur d'apports solides au Golfe (80 % des sédiments). Alors que des études antérieures ont permis de bien représenter les processus au niveau du fond, les processus régissant les comportements des matières en supension (MES), majoritairement rencontrées dans le panache turbide du Rhône, sont encore mal apréhendés. En vue de mieux décrire la dynamique de ces MES et d'améliorer les modèles hydrosédimentaires existants, l'objectif est de mieux caractériser ces particules. À cette fin, un vaste jeu de données issu de capteurs déployés in situ (données collectées pour 12 campagnes en mer, réalisées de 2011 à 2016) a été exploité, permettant d’obtenir une vision 2D verticale mais seulement ponctuelle (spatialement et temporellement). De façon complémentaire, une base de données d'images satellitaires (donnée couleur de l'eau du capteur MERIS-300m acquise entre 2002 et 2012), offrant une vue plus synoptique et long terme mais uniquement en surface, a été exploitée. Le jeu de données d'images satellitaire (plus de 800 images) a été traité de façon innovante par l'application d'un traitement semi-automatique permettant l'extraction de différentes métriques du panache turbide du Rhône (e.g. aire, limites d'extension, forme, centres géométriques, concentrations). La distribution spatiale et les caractéristiques physiques des MES telles que leur concentration dans l'eau, leur diamètre médian ou encore leur vitesse de chute ont été étudiées et estimées en fonction des différents forçages hydrométéorologiques actifs sur la zone d'étude (e.g. débit du Rhône, vents dominants). Un nouveau modèle hydrosédimentaire reposant sur le couplage du modèle hydrodynamique MARS-3D et du module sédimentaire multiclasse MIXSED a été configuré et les données in situ et satellitaires ont pu être mobilisées afin de contraindre la vitesse de chute des sédiments, paramètre clef de la modélisation de la dynamique hydrosédimentaireContaminants, which can be dissolved in water or adsorbed on particles, are mainly delivered to the coastal environment by rivers. Thus, sediment dynamics reperesent a relevant proxy of contaminants dynamics. ThisPhD thesis is part of the ANR AMORAD project, of which one workpackage focuses on the fate of sediments in the coastal environment. This work focuses on the dynamics of Rhône River sediments in the Gulf of Lions (north-western mediterranean), this river delivering 80 % of the sediments of the Gulf. While previous studies over the area allowed a better understanding of physical processes at the water-sediment interface, processes driving suspended particulate matter (SPM) dynamics are still poorly understood. To better describe this SPM dynamics and improve hydrosedimentary models, the aim is to better characterize these particles. To this end, a large dataset collected from in situ deployed sensors (data collected for 12 field campaigns, conducted from 2011 to 2016) was analyzed to get a 2D vertical but ponctual view (both spatially and temporally). Complementary, a satellite images dataset (MERIS-300m ocean colour archive from 2002 to 2012) was built in order to get a long term and more synoptic view (but limited to surface).This dataset (more than 800 images) was originaly studied, applying a semi-empirical process to extract various Rhône River turbid plume metrics (e.g. area of extension, south-east-westernmost points, shape, centroids, SPM concentrations). Plume metrics and physical properties of SPM such as their concentration in water, their median diameter or their settling velocity were investigated regarding the different hydrometeorological forcings (e.g. Rhône River discharge, prevailing winds). A new hydrosedimentary model, based on the coupling of the 3D hydrodynamical model MARS-3D and the sedimentary module MIXSED, was set and ocean color and in situ data were used to constrain the settling velocity of particles, key parameter of hydrosedimentary modelling
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Olmedo, Manich Ignacio. "Etude expérimentale et numérique de l’efficacité d’ouvrages ligneux de génie biologique pare-pierres." Thesis, Lyon, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAL0060.
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En zones de montagne, l'aléa de chutes de pierre concerne à la fois les personnes, les infrastructures et les voies de communication. Différentes mesures de protection peuvent être envisagées pour réduire les conséquences de tels aléas. Certaines de ces mesures sont basées, totalement ou en partie, sur l'utilisation de la forêt comme structure de protection. Des structures de protections faites d'arbres abattus et laissés sur place peuvent également être utilisées pour améliorer ou maintenir la fonction de protection de la forêt suite à des travaux d'entretien forestiers, notamment. L'objectif principal de ce travail est d'étudier la capacité de protection de ces systèmes pare-blocs composés d'arbres en travers ainsi que de fournir des éléments d'aide à leur dimensionnement. Un modèle numérique basé sur la Méthode des Eléments Discrets (MED) a été développé pour étudier l'impact d'un projectile sur une tige de bois vert. Ce modèle permet de prendre en compte à la fois l'interaction bloc-structure à l’échelle locale du contact et la réponse dynamique de la structure « arbre en travers ». Des études expérimentales en laboratoire à petite échelle ont été menées pour calibrer et valider le modèle numérique. Le modèle développé a enfin été utilisé pour analyser l'efficacité des systèmes pare-blocs composés d'arbres en travers. La diminution de l'énergie du bloc suite à l'impact, la réponse de la structure, et son endommagement ont été analysés pour différentes conditions d'impact. Ces résultats ont permis d'établir des recommandations pour la conception de ces dispositifs de protectionIn mountain areas, natural hazards such as snow avalanches, landslides or rockfall threaten people and infrastructures. For this reason, civil engineering has proposed solutions to reduce the risk associated with such hazards. Despite the developments in this field, the protective capacity of forest is largely recognized. For rockfall hazard in particular, forests protection function is relevant as rock impacts onto trees lead to a significant rock energy loss. After forests maintenance tasks or windstorms the protection capacity of forests decreases. For this, felled trees are often left on the ground, in oblique position to compensate the decrease in the forest protection capacity due the forests stands density reduction. The main goal of this PhD research is to study the rockfall protection structures made of felled trees. Moreover, these investigations aim to provide recommendations for the design of such devices. A numerical model based on the Discrete Element Method (DEM) has been developed to study the dynamic response of fresh wood structures to impact. Laboratory experiments have been carried out to calibrate and validate the numerical developments. The DEM model implemented has been finally used to simulate real scenarii of rock impacts on simplified felled tree structures. These simulations have allowed identifying the most favorable configurations leading to a maximal loss of the rock kinetic energy during the impact onto a felled tree structure. Some improvements on the design of these structures are proposed to improve their capacity to dissipate the rock energy
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Lopez, Cédric. "Méthodes d'optimisation des trains d'atterrissage d'hélicoptère." Phd thesis, Paris, ENSAM, 2007. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00003600.
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De récentes études expérimentales sur des situations d'atterrissage d'hélicoptères à grande vitesse dit dur (vitesse supérieure à 2 m/s), ont révélé que de par l'effort structural transmis par les trains d'atterrissage couplés mécaniquement au fuselage, la poutre de queue d'un appareil dont le premier mode de flexion se situe dans les basses fréquences pouvait être excitée. Les oscillations de celle-ci génèrent des contraintes mécaniques au niveau de la liaison entre la cabine et la poutre de queue qui portent atteinte à la pérennité de la structure. Afin de lutter contre ce phénomène problématique, une solution passive consiste à rigidifier la liaison entre la cabine et la poutre de queue. Coûteuse en masse et interférente avec le bon fonctionnement des dispositifs anti-vibratoires dimensionnés en fonction des fréquences propres initiales de l'appareil, celle-ci peut être évitée par une optimisation de l'effort transmis par les trains d'atterrissage en agissant sur le comportement dynamique de ceux-ci. Fort de ce constat, les travaux de recherche présentés dans ce mémoire, concernent l'étude et le développement de méthodes d'optimisation passive et active des trains d'atterrissage en vue de minimiser les efforts supportés par la poutre de queue et induits par l'impact de l'appareil sur le sol. Basé sur une constante synergie entre les aspects théoriques et les aspects expérimentaux appuyés par le développement d'un démonstrateur, cette étude formalise tout d'abord la problématique lié aux atterrissages des aéronefs et se propose d'analyser la physique du phénomène des atterrissages via des outils de modélisation utilisant des approches analytique et multi-corps. Ensuite après une analyse et une identification des paramètres d'optimisation de la dynamique des trains d'atterrissage, des méthodes d'optimisation passive et semi-active sont développées et validées expérimentalement sur un démonstrateur mécaniquement équivalent à l'hélicoptère considéré pour cette étude.
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Frey, Stephan. "Propriétés viscoélastques des fondus de polymères vitrifiables." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00759029.
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À l'approche de la transition vitreuse les fondus de polymères montrent une augmentation importante de la viscosité de plusieurs ordres de grandeur. Le but de cette étude est d'acquérir une compréhension plus profonde des propriétés viscoélastiques des fondus de polymères vitrifiables. Les polymères sont modélisés comme des chaînes flexibles en utilisant un modèle de bille-ressort. Les propriétés dynamiques sont analysées dans le cadre de la théorie de couplage de mode idéale. Nous constatons que la température critique de couplage de mode varie avec l'inverse de la longueur de chaîne. En étudiant la fonction de relaxation de cisaillement, nous constatons que les processus de relaxation polymériques, ne sont pas modifiés, mais décalés vers des temps plus importants en approchant la transition vitreuse.
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Frey, Stephan. "Propriétés viscoélastqiues des fondus de polymères vitrifiables." Thesis, Strasbourg, 2012. http://www.theses.fr/2012STRAE008/document.
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À l'approche de la transition vitreuse les fondus de polymères montrent une augmentation importante de la viscosité de plusieurs ordres de grandeur. Le but de cette étude est d'acquérir une compréhension plus profonde des propriétés viscoélastiques des fondus de polymères vitrifiables. Les polymères sont modélisés comme des chaînes flexibles en utilisant un modèle de bille-ressort. Les propriétés dynamiques sont analysées dans le cadre de la théorie de couplage de mode idéale. Nous constatons que la température critique de couplage de mode varie avec l'inverse de la longueur de chaîne. En étudiant la fonction de relaxation de cisaillement, nous constatons que les processus de relaxation polymériques, ne sont pas modifiés, mais décalés vers des temps plus importants en approchant la transition vitreusePolymer melts show a remarkable increase of their viscosity by many orders of magnitude on approaching the glass transition. The aim of this study is to gain a deeper insight into the viscoelastic properties of glass forming polymer melts. The polymers are modeled as flexible chains using a bead-spring model. The dynamic properties are analyzed in the framework of the ideal mode-coupling theory. We find that the critical temperature of the ideal mode-coupling theory scales with the reciprocal chain length. By studying the shear relaxation function we find that the polymer relaxation processes are not altered but shifted to later times in the approach of the glass transition
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Zhou, Wei. "Instabilités de trajectoires de sphères, ellipsoïdes et bulles." Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAD038/document.
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La thèse présente une étude numérique des instabilités de trajectoires de sphères, d'ellipsoïdes aplatis et de bulles en mouvement libre sous l'action de la gravité, de la poussée d'Archimède et des forces hydrodynamiques. Le chapitre sur les sphères reprend, complète et étend l'étude numérique de Jenny et al. (2004) en se concentrant sur la transition au chaos et sur les trajectoires chaotiques. Les résultats montrent la différence entre le scénario de transition au chaos de sphères de faible et de grand rapport de densité. Plusieurs grandeurs statistiques sont proposées afin de fournir une caractérisation quantitative des états chaotiques. Elle permettent de mettre en relation les états ordonnées et chaotiques et offrent une possibilité de comparaison objective de données aléatoires d'origine numérique ou expérimentale. L'étude, très extensive, du comportement d'ellipsoïdes aplatis établit le lien entre les disques et les sphères en faisant varier l'aplatissement des objets depuis infiniment plat jusqu'à presque sphérique. Les huit diagrammes d'état présentés permettent de comprendre l'effet de la forme des ellipsoïdes sur le scénario de transition. Le cas d'ellipsoïdes presque sphériques montre que de faibles imperfections de la forme peuvent avoir in impact significatif sur les trajectoires de sphères de très faible rapport de densité. Pour les bulles considérées dans la limite de rapport de densité et viscosité az/liquide nul, l'étude se concentre sur l'analyse de stabilité linéaire et aboutit à la courbe de stabilité marginale dans le plan des paramètres nombre de Bond – nombre de Galilée en tenant compte de la déformation des bulles au moment de la perte de leur axisymétrie. Plus deux décades de nombres de Bond, entre 0,1 et 20, sont couvertes. Les résultats montrent clairement l'effet de la déformation de la bulle sur le seuil de l'instabilitéThe thesis presents a numerical study of path instabilities for spheres, oblate spheroids and bubbles moving freely under the effect of the gravity, buoyancy and hydrodynamic forces. For spheres, the parametric study of Jenny et al. (2004) is revisited, improved end extended with a special focus on the chaotic states. The results reveal that the effect of density ratio responsible for different oblique oscillating states of low and high frequencies has a significant impact both on the onset of chaos and on the behavior of fully chaotic states. Several quantitative statistical quantities are proposed and shown to be relevant for establishing the relation between chaotic and ordered states and for an objective comparison of random data of numerical or experimental origin. The extensive study on freely moving spheroids establishes the link between disks and spheres by varying the aspect ratio of spheroids from infinitely flat to almost spherical. The state diagrams provided for eight different aspect ratios of spheroid show in detail how the transition scenario varies depending of the body shape. The investigation of almost spherical spheroids reveals the specificities of the dynamics of light imperfect spheres.For the deformable gas bubble in the limit of zero gas/liquid density and viscosity ratio, a marginal stability curve is given in the two-parameter plane of the Galileo and the Bond number indicating the critical Galileo numbers for the loss of stability of vertical trajectories. The numerical investigation covers more than two decades of Bond number going from 0.1 to 20. The results clearly show the crucial role of the surface deformation
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Vézy, Cyrille. "Dynamique de billes d'agarose et de vésicules géantes en adhésion sous un écoulement de cisaillement." Phd thesis, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00263594.
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L'adhésion est un processus fondamental qui influence le déclenchement et le déroulement des processus pathologiques, notamment concernant les cellules circulantes aux parois vasculaires (réaction inflammatoire dans le flux sanguin). Sa compréhention nécessite la connaissance des mécanismes biologiques impliqués mais aussi d'un cadre physique de description du mouvement sous flux d'objets déformables en interaction avec une paroi. Notre travail utilise des systèmes modèles (vésicules, billes) pour identifier le rôle de paramètres de l'adhésion (densité, mobilité des ligands membranaires, déformabilité) sur le mouvement. Le système d'interaction développé est la chélation entre un ion nickel et deux histidines. L'imidazole, partie complexante de l'histidine, va permettre de réguler la force de l'interaction. Nous avons décrit le mouvement des lipides membranaires sous flux dans le cas de vésicules en interaction forte. On a mis en évidence la présence d'un flux surfacique dépendant de la forme de l'objet et de la force de l'adhésion. En régulant l'adhésion spécifique faible de billes, nous montrons la spécificité de l'interaction, des phénomènes originaux de capture, de détachement et de déplacement en adhésion sous écoulement de cisaillement.