Добірка наукової літератури з теми "Fatigue assistée par l'environnement"

Les pneumatiques poids lourds sont renforcés par des câbles d'acier pour reprendre lestensions générées par la pression de gonflage et le poids du véhicule. Le câble est un assemblage de fils perlitiques tréfilés enroulés en hélice sur plusieurs couches. Le comportement mécanique d'un câble est fonction de son architecture ainsi que des possibilités matériaux-procédés existantes à l'échelle du fil. En service, le câble est soumis à une combinaison complexe de sollicitations cycliques de type mécanique et chimique conduisant à un endommagement en fatigue. Pour réduire l'impact environnemental, ces câbles sont visés par une stratégie d'allégement, viable uniquement à performances similaires ou supérieures. Une condition préalable à l'introduction de nouveaux matériaux dans un pneu est donc le développement de modèles fiables prédisant la durée de vie en fatigue des câbles, ce qui implique la compréhension des mécanismes de fatigue.Par simplification, l'étude s'est portée à l'échelle du fil unitaire (diamètre 180 µm). Différents types de fils ont été produits par l'industriel faisant varier des paramètres influents en fatigue. Un essai de fatigue en traction ondulée sous environnement contrôlé représentatif de la sollicitation en service a été mis au point. Les paramètres matériaux-procédé-environnement impliqués dans l'amorçage et la propagation des fissures sont identifiés par la construction de courbes de Wöhler. Des essais de suivi de propagation in-situ de fissures au sein du fil ont été réalisés en environnement contrôlé sous rayonnement synchrotron pour des rapports de charge positifs. Les lois de Paris et les paramètres impactant celles-ci ont été obtenus.L'ensemble des expériences a permis de dégager les mécanismes physiques impliqués et d'identifier les paramètres correspondants. Un modèle prédictif a été développé à l'échelle du fil. Basé sur la propagation d'une distribution de défauts de surface, il estime une durée de vie du fil pour une sollicitation mécanique et chimique donnée<br>Heavy duty tyres are reinforced with steel cords to take up the stresses generated by the inflation pressure and the weight of the vehicle. The cable is an assembly of drawn wires helically wound in several layers. The mechanical behaviour of a cable is a function of its architecture as well as the material-processing possibilities available at the wire scale. In service, the cable is subjected to a complex combination of cyclic mechanical and chemical stresses leading to fatigue damage. To reduce the environmental impact, these cables are targeted by a lightweighting strategy, viable only at similar or better performance. A prerequisite for the introduction of new materials in a tyre is therefore the development of reliable models predicting the fatigue life of the cords, which implies an understanding of the fatigue mechanisms. For simplicity, the study was carried out at the unit wire scale (180 µm diameter).Different types of wires were produced by the manufacturer, varying the parameters that have an influence on fatigue. A tensile-tensile fatigue test under a controlled environment representative of the stress in service was developed. The material-process-environment parameters involved in crack initiation and propagation are identified by constructing Wöhler curves. In-situ crack propagation monitoring tests within the wire were performed in a controlled environment under synchrotron radiation for positive load ratios. The Paris laws and the parameters impacting them were obtained.All the experiments made it possible to identify the physical mechanisms involved and the corresponding parameters. A predictive model was developed at the wire scale. Based on the propagation of a distribution of surface defects, it estimates the life of the wire for a given mechanical and chemical stress

L’étude réalisée est relative aux poutres composites composées de matériaux orthotropes dont un axe d'orthotropie est perpendiculaire à la section droite. Dans une première partie une méthode analytique est proposée pour l'étude des sections droites simples ou minces. Dans une deuxième partie une méthode d'analyse pour des sections complexes est développée. À partir de cette méthode, un logiciel de CPAO (Conception de Poutres Composites Assistée par Ordinateur) est proposé. Ce logiciel comporte un mailleur automatique, un programme de résolution utilisant la méthode des éléments finis et un post-processeur. Dans une troisième partie une étude d'optimisation de la forme de sections droite est réalisée. Une méthode de calcul des dérivées sans changement de la forme du maillage permet une convergence rapide.

De nombreux travaux expérimentaux mettent en évidence que, dans un environnement hydrogénant, l'hydrogène généré par des réactions en surface puis drainé dans la zone plastifiée modifie les mécanismes de déformation et d'endommagement en pointe de fissure de fatigue dans les métaux, entraînant un abaissement important de leur résistance à la fissuration. L'objectif est de développer un modèle de ces phénomènes complexes dans le cadre de la mécanique de l'endommagement, et de le confronter aux résultats d'essais de propagation de fissure de fatigue sous hydrogène gazeux sur un acier inoxydable martensitique 15-5PH. Un modèle de fissuration utilisant une méthode de zone cohésive a été implémenté dans le code de calcul ABAQUS. Une loi de traction-séparation adaptée aux chargements cycliques, dont les paramètres sont influencés par la concentration en hydrogène, a été développée. De plus, la diffusion de l'hydrogène tient compte de l'influence de la contrainte hydrostatique et du piégeage. Le comportement mécanique du volume du matériau est modélisé par une loi élastoplastique. On montre que le modèle est capable de prédire la propagation monotone en présence d'hydrogène, puis on étudie la capacité du modèle cohésif avec la loi de traction-séparation développée à prédire les courbes de propagation de fatigue pour l'acier 15-5PH sous air. Enfin, les vitesses de propagation de fissure de fatigue simulées en présence d'hydrogène sont comparées à celles obtenues expérimentalement. La capacité du modèle à évaluer les contributions respectives des mécanismes d'endommagement (HELP, HEDE) dans la dégradation de la résistance à la fissuration de l'acier étudié est discutée.

Les outils et méthodes introduits dans cette thèse sont bases sur l'utilisation du concept de surfaces associées technologiquement et topologiquement (satt). Apres un état de l'art du tolérancement, le nouveau concept de pseudo-satt est présente. Il permet de construire une structure satt généralisée avec boucles de contacts en relation avec la déclaration du spécificateur. Des lois de comportement géométrique et fonctionnel sont alors générées en utilisant les paramètres de petits déplacements associes au concept de satt. Une première simulation au pire des cas est proposée en appliquant les lois de comportement pour générer des équations et inéquations au tolérancement et jeux fonctionnels. Une deuxième simulation statistique est proposée toujours en appliquant les lois de comportement pour générer des équations statistiques sous contraintes de spécifications avec attributs statistiques en relation avec la norme iso.

Les systèmes d'aide à la conception en ingénierie doivent opérer sur un processus caractérisé principalement par sa dépendance vis-à-vis de la géométrie, l'élaboration de plusieurs versions différentes et l'utilisation de deux méthodologies ascendante et descendante. Face à ces exigences encore plus fortes dans les phases préliminaires qui nous intéressent, les outils issus de la CAO bien implantés en milieu industriel sont suffisants. Certaines de leurs limitation (représentation des connaissances et faculté de raisonnement) peuvent être comblées par les générateurs de systèmes experts (GSE). Le travail présenté propose donc une approche d'intégration. Il concerne la conception et la réalisation d'un environnement multiagent appelé ANAXAGORE assurant la coopération d'un GSE et des outils spécialisés de CAO. L'intégration est réalisée à trois niveaux : intégration des divers points de vue d'un objet dans le GSE, intégration d'outils existants dans un même environnement, exploitation flexible des outils spécialisés de CAO en fonction du cycle de vie du produit. Cette étude a abouti à une architecture logicielle originale dont les composantes spécifiques élaborées offrent un enrichissement sémantique sur le plan représentation des connaissances (multi-configuration et multi-représentation) et une gestion de la communication paramétrable garante de l'indépendance des outils CAO utilisés. L’environnement ANAXAGORE constitue une étape importante dans l'étude d'environnements flexibles d'assistance intelligente adaptés au processus de conception en ingénierie

Le travail mené dans le cadre de cette thèse porte sur l’évaluation de la sensibilité à la fissuration assistée par l’environnement (FAE) d’aciers mis en œuvre pour le stockage géologique profond des déchets radioactifs selon un concept multi-barrières. On s’intéresse ici aux aciers faiblement alliés du conteneur et du chemisage qui seront placés dans des micro-tunnels creusés dans la roche à 500 mètres de profondeur. Le concept actuel prévoit un matériau de remplissage cimentaire entre l’argile et le chemisage afin de neutraliser l’acidité potentielle issue de la re-saturation en eau de la roche après le forage. Malgré la présence d’un milieu peu agressif (pH proche de la neutralité, faible teneur en carbonate), le choix des aciers a été dicté par leur sensibilité à la corrosion et à la FAE, qui est caractérisée dans ce travail. Les microstructures ferrito-perlitiques en bande ont ainsi été éliminées au profit de structures plus homogènes et deux aciers de référence ont été définis : l’API 5L X65 (ferrite-bainite) pour le chemisage et le P285NH (ferrite-perlite) pour le conteneur. Ces études ont également montré la formation de couches de produits de corrosion principalement composées de sidérite et de magnétite conférant une pseudo-passivité. Le caractère protecteur de ces couches vis-à-vis de la fissuration a été étudié et validé, sur la base d’une élaboration de couches représentatives par voie électrochimique. Enfin, les aciers de référence ont été caractérisés du point de vue de leur sensibilité à la corrosion et à la FAE en milieu cimentaire. Ils n’ont alors pas montré de sensibilité particulière du point de vue de la fissuration dans ces conditions, où la corrosion sous dépôt semble être la forme la plus présente en milieu aéré. Néanmoins, l’influence de la présence de faibles teneurs en oxygène dans le concept de stockage doit encore être explorée<br>The aim of the work is to assess the susceptibility to environmental assisted cracking (EAC) of steels used for the deep geological storage of radioactive waste. The storage concept is based on the encapsulation of the waste in a carbon steel containers then placed in micro-tunnels drilled 500 meter deep in Clay. These micro-tunnels are built with a micro-alloyed casing steel. Recently, the storage concept has evolved with the injection of a cementitious bentonite grout between the clay and the casing to balance the potential acidity resulting from the excavation of the micro-tunnels and the gradual saturation of rock with water. Effect of this grout on the risk of corrosion and EAC is also evaluated in the PhD work. In the mild disposal environment considered (pH close to neutrality, low carbonate content), formation of a corrosion product scale composed of siderite and magnetite has been identified. This scale leads to a pseudo-passive state of both steel grades with thus a possible risk of EAC. The risk of EAC was thus first studied and a material selection for the disposal concept was thus first made accordingly. The protective nature of the siderite/magnetite corrosion scale was then studied and reproduced in laboratory using electrochemical techniques. This work allowed for the evaluation of the resistance of each selected steel with respect to general corrosion and EAC. The results did not underlined significant cracking susceptibility of the considered steel grades. Under deposit corrosion seems to be the main form of attack in aerated waste disposal environments but the influence of the presence of low oxygen levels has to be further explored

Le titane entre comme element de base dans des alliages presentant une resistance mecanique specifique elevee notamment a haute temperature. Ces alliages sont tres utilises dans le domaine aeronautique, en particulier pour la fabrication de turbomachines. L'augmentation des temperatures de fonctionnement necessaires a l'accroissement des performances, necessite une caracterisation de ces alliages en fatigue afin de s'assurer de leur stabilite structurale en service. L'influence de la temperature, de l'ambiante a 500c, en fissuration par fatigue est etudiee sur plusieurs alliages de titane et en particulier sur un alliage de nouvelle generation. Il est montre que lorsque la temperature augmente, ces alliages, lorsqu'ils sont soumis a des sollicitations cycliques, presentent une degradation importante de leur resistance tout particulierement a 500c. Des essais de reference sous vide et sous environnements controles ont permis d'attribuer cet effet particulierement nefaste a l'action de la vapeur d'eau. Une modelisation de la propagation des fissures en fatigue a chaud et tenant compte de l'influence de l'environnement est proposee

Solieria chordalis (Rhodophyta, Gigartinales) s’échoue depuis de nombreuses années sur la presqu’île de Rhuys dans le sud de la Bretagne. À hauteur de plus de 2 000 tonnes par an, ces arrivées massives d’algues causent de réels problèmes écologiques et économiques pour les communes du littoral breton. L’objectif des travaux de recherche a été d’étudier S. chordalis, dans l’optique de proposer une gestion raisonnée voire durable de cette biomasse ainsi que des perspectives d’applications. Les résultats d’un suivi mensuel de l’algue d’octobre 2013 à octobre 2015 ont montré une variation saisonnière de la biomasse sur l’estran, de la morphologie macro- et microscopique, du taux de matière sèche et de la composition biochimique de l’espèce. En fonction des facteurs saisonniers environnementaux, il est désormais possible d’estimer la quantité et la composition biochimique de l’algue et de proposer des applications. Le procédé d’Extraction Assistée par Enzymes pour ses avantages écologiques, sa spécificité et pour son efficacité catalytique a été choisi pour la production d’extraits hydrosolubles antiviraux, antibactériens et immunostimulants. La protéase commerciale Alcalase permet d’augmenter significativement de 30 % la quantité de composés hydrosolubles disponibles, par rapport à une extraction sans enzyme. Près de 60 % de la matière sèche de l’algue a été liquéfiée et solubilisée après optimisation des paramètres d’extraction. Les extraits hydrosolubles produits en présence d’enzymes ont montré des activités anti-herpétiques (CE50 de 86,0 à 145,9 µg/mL), sans montrer de cytotoxicité sur les cellules saines. L’activité immunostimulante a été évaluée en utilisant le modèle de pathogénicité Caenorhabditis elegans – Pseudomonas aeruginosa. L’application d’extraits hydrosolubles de S. chordalis prolonge l’espérance de vie du nématode infecté par la bactérie pathogène, notamment en stimulant l’expression de certains gènes de son système immunitaire (zk6.7, spp-1, f28d1.3 et f38a1.5). Les extraits produits présentent donc des activités antivirales et immunostimulantes intéressantes qui permettent d’envisager des applications dans divers domaines<br>These last decades, Solieria chordalis (Rhodophyta, Gigartinales), a red and proliferative macroalga appears every year in south of Brittany on the peninsula of Rhuys. It is a question of removing more than 2 000 tons of red seaweeds, mainly composed of S. chordalis. These proliferations represent a true ecological problem and an economic constraint for the affected communities. This project aims to study S. chordalis in order to find a way to add more value to this seaweed by proposing a rational and sustainable management as well as potential applications. From October 2013 to October 2015, S. chordalis was collected monthly. Results have shown seasonal variations of the biomass on the shores, in the macro- and microscopic morphologies, in the dry matter rate and in the biochemical composition. In relation with the seasonal environmental factors, it is now possible to estimate the quantity and the biochemical composition of the seaweed and to propose potential applications. With characteristics of high catalytic efficiency, specificity, the environmental-friendly process of Enzyme-Assisted Extraction was chosen to produce water- soluble extracts with antiviral, antibacterial and immunostimulant activities. The commercial protease Alcalase improved the extraction yield with a significant gain of 30 % of the water-soluble and free compounds compared to an extraction without the action of enzymes. Almost 60 % of the dry matter of algae was liquefied and water-solubilized after the optimization of extraction parameters. Water-soluble extracts produced after the action of enzymes have shown anti- herpetic activities (EC50 from 86.0 to 145.9 µg/mL) and no cytotoxicity was detected. The immunostimulant activity was evaluated by using the pathogenicity model Caenorhabditis elegans Pseudomonas aeruginosa. The life span of infected nematods by pathogen bacteria increased after the application of water-soluble extracts from S. chordalis. Some immune genes of C. elegans were stimulated (zk6.7, spp-1, f28d1.3 and f38a1.5). Produced extracts present antiviral and immunostimulant activities that allow to anticipate applications for diverse domains

Nous avons etudie le role des parametres microstructuraux dans les processus d'endommagement par fatigue de l'alliage betacez (ti-5al-2sn-4zr-4mo-2cr-1fe), alliage de titane riche en elements betagenes dont le forgeage en beta genere des structures lamellaires de type alpha (w + gb). Ce travail s'inscrit dans un objectif d'optimisation des microstructures vis a vis de la tenue en fatigue du betacez. Au cours de cette etude nous nous sommes interesses au domaine de la fatigue oligocyclique 10#2-10#5 cycles en explorant plus particulierement le domaine pseudo-elastique dans lequel le role de la microstructure sur la resistance a la fatigue est tres marque. Pour les fortes amplitudes de sollicitation (fatigue plastique), nous avons analyse l'evolution des parametres mecaniques cycliques (contraintes ou deformations plastiques) dans les differentes structures de betacez et leur relation avec la duree de vie entre 20c et 500c. Dans le domaine pseudo-elastique, un grand interet a ete porte aux conditions microstructurales gouvernant l'amorcage et la croissance des fissures en examinant egalement l'influence de la temperature (20c-300c) et de l'environnement (air-vide) sur la resistance a la fatigue. Une modelisation des cinetiques de croissance des petites fissures a ete proposee, en tenant compte des caracteristiques mecaniques et des dimensions des parametres microstructuraux des differents materiaux