Une analyse du contrôle par soufflage des structures tourbillonnaires longitudinales qui prennent naissance sur les montants latéraux de lunette arrière d'un véhicule automobile est réalisée à partir d'une approche expérimentale sur le corps de Ahmed pour un angle de lunette arrière de 25°. Les mesures expérimentales s'effectuent à l'aide de vélocimétrie par imagerie de particules (PIV) stéréoscopique. Les résultats montrent que le soufflage est associé à une production de vorticité sur la partie supérieure de la lunette au niveau du cœur tourbillonnaire et une chute de la vorticité est relevée sur le bas de la lunette. Cette diminution de vorticité est de plus associée à l'apparition d'une zone de recirculation (vitesse longitudinale négative) dans le cœur tourbillonnaire caractéristique d'un éclatement tourbillonnaire. L'analyse des champs de vitesses azimutale et longitudinale relevés avec soufflage permet enfin de caractériser l'augmentation du nombre de Swirl du tourbillon longitudinal au-delà du seuil critique d'éclatement.

Les succès des applicationsde superfinition par toilage ont été longtemps attribués à l'artd'appliquer des combinaisons variées de conditions et de séquences,pour un dispositif de toilage particulier, sans aucune méthodeapparente établie. Du point de vue laïque ceci pourrait semblervrai. Toutefois il y a des mécanismes physiques bien définis quisont essentiellement de nature fondamentale. Une descriptionénergétique du procédé de toilage est introduite. La variabled'énergie dissipée est considérée pour étudier l'effet du temps detoilage et observer l'influence supposée d'"alignement" (oscillationaxiale de la bande abrasive). Deux régimes de toilage sontidentifiés et ainsi discutés.

La réduction du nombre de degrés de liberté d’une étude par éléments-finis peut être obtenue en utilisant l’analyse par éléments-finis multidimensionnelle, c’est-à-dire le mélange d’éléments-finis de poutre, de coque et de volume. Cette approche multidimensionnelle permet de réduire considérablement le temps de maillage et de résolution du système. Malheureusement, la connexion d’éléments de différentes dimensions entraîne certains problèmes au niveau de la modélisation géométrique ainsi qu’au niveau de l’incompatibilité des degrés de liberté entre éléments et de la continuité entre différentes parties de maillage réalisées séparément. Cet article présente une solution complètement automatisée à ces problèmes, utilisant uniquement des éléments-finis classiques et sans recourir à l’ajout d’équations de contraintes aux interfaces entre éléments de dimensions différentes.

Cet article a pour objectif premier d'exposer les méthodes numériquesliées au mouvement de corpsmises en œuvre au sein d'uncode de simulation d'écoulements turbulents de fluides visqueux incompressibles.Une des particularités est de pouvoir traiter, outre les solides classiques,des corps déformables à déformation imposée. On détaillera les techniques utilisées concernant la résolution des équations du mouvement(paramétrage, utilisation d'un quaternion),la gestion du maillage (lié au mouvement et à la déformation des corps)et le couplage écoulement-mouvement. La deuxième partie sera consacrée à la présentation des travaux effectués dans le cadre du Projet Interdisciplinairede Recherche CNRS ROBEA visant à concevoirun robot-anguille autopropulsé à locomotion anguilliforme.Les résultats des premiers calculs tridimensionnels recenséscouplant la résolution de l'écoulement par les équations de Navier-Stokesen moyenne de Reynolds avec le Principe Fondamental de la Dynamiqueappliqué au corps à déformation imposée seront ainsi exposés.

L'objet de cet article est de présenter une méthode automatique, robuste et multicritère, d'optimisation de forme en aérodynamique automobile. Cette méthode est appliquée à l'optimisation du coefficient de traînée (Cx) d'une forme simplifiée de véhicule et paramétrée par les angles de lunette, de diffuseur et de rétreint. Dans un premier temps, un algorithme, basé sur la méthode stochastique des algorithmes génétiques, est développé. Ces méthodes présentent l'avantage d'être globales et multicritères mais possèdent un temps de convergence prohibitif vers la solution optimale. Pour pallier ce problème, une procédure d'évaluation approchée, basée sur les réseaux de neurones, est couplée aux algorithmes génétiques. Une étude numérique est réalisée sur la forme simplifiée de véhicule précédemment décrite, dans le but d'une part, de minimiser le coefficient de traînée de la forme étudiée et d'autre part, d'estimer le gain en temps de convergence apporté par la nouvelle méthode proposée.

Impeller tip clearance is a key parameter in design process of a centrifugal compressor which has influential effects on its aerodynamic and thermodynamic performances. Interaction of tip leakage flow with the main stream could be the major source for occurrence of stall phenomenon. In the present investigation, two impeller tip clearances of small and large sizes are investigated under different flow coefficients assigned to “design”, “low flow” and “high flow” conditions. Flow field is precisely simulated utilizing solution of the Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations. Influence of the impeller stall on the volute flow field is studied. Structure of vortical flows within the impeller passages and volute are demonstrated in details. Numerical results showed that the flow within the volute becomes stall-prone while the flow within the impeller stalls. In contrast to the high flow case, the low flow condition was more prone for the stall occurrence. Performance tests were also conducted on Iran University of Science and Technology (IUST) centrifugal compressor test rig for validation of the numerical results.

The crude oil is a non-Newtonian fluid exhibiting, during its flow, phenomena which cannot be described with the traditional models which consider the fluid as homogeneous. Thus, it is necessary to use or develop a more realistic approach which can take into account the microstructure characteristics of crude oils in the law of behaviour. The application of a non-linear differential model in the case of crude oil flow can not be used. This paper deals with the modelling approach resulting from rheology of the polymer solutions. The Modified Phan-Thien and Tanner model (MPTT) is considered in this paper for an axisymmetric flow in a pipe. The shear stresses calculation with this model is an important step as it allows to study subsequently some important phenomena as the corrosion or the pressure drop which is controlled by the friction factor under turbulent flow conditions. The calculations were about different crude oils and the obtained results are compared to experiments. Some discussions are given.

L'objectif de ce travail est l'étude du comportement à la fatigue cyclique de disques sollicités en compression diamétrale en biocéramiques orthopédiques d'alumine et de zircone (Al2O3, ZrO2) utilisées pour la conception des prothèses ostéo-articulaires. Nous étudions, grâce aux calculs numériques, l'état de contraintes sur un cotyle d'une prothèse totale de hanche en se basant sur les travaux de Pauwels [Pauwels, Biomécanique de la hanche saine et pathologique, principe, technique et résultats d'une thérapeutique causale, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1977]. La zone la plus sollicitée en contrainte de traction potentiellement à l'origine d'une rupture par fatigue est déterminée. Nous rassemblons des résultats sur la propagation et l'amorçage des fissures de fatigue sous chargement cyclique en compression sur des éprouvettes de simulation de type disque brésilien chargées en mode I et en mode mixte I+II.

Une méthode proposant d'estimer l'effet de modifications structurales distribuées est exposée ici. Une évolution des formulations classiques permettant de prendre en compte la non-coïncidence des points de mesure et des points de couplage est présentée. La mise en œuvre de la méthodologie à un exemple académique et à un cas d'application industriel permet de mettre en lumière les avantages de la méthodologie exposée.

Les matériaux composites à base polymère montrent, dans certains cas, des comportements mécaniques spécifiques lorsque la taille des renforts particulaires rigides devient nanométrique. Il semble que cette particularité provienne du fait que les distances inter-particulaires moyennes sont alors comparables aux dimensions caractéristiques des chaînes polymères. On observe parfois des effets de renfort beaucoup plus importants que pour des composites classiques qui peuvent être attribués à l'existence de réseaux particule/macromolécule/particule ou encore de réseaux rigides de particules. Dans cette courte revue, l'effet du facteur de forme, de la fraction volumique et du procédé de mise en oeuvre sont discutés, ainsi que l'état de l'art en ce qui concerne la modélisation dans les domaines linéaire et non linéaire.

Ce travail porte sur l'utilisation du verre comme véritable matériau de structure et concerne plus particulièrement le calcul des contraintes résiduelles de trempe autour des zones d'assemblage par insertion d'un connecteur métallique au sein de plaques trouées et chanfreinées pour la prédiction de la résistance de tels assemblages.Des simulations numériques par la méthode des éléments finis du procédé de trempe sont menées pour le calcul des contraintes transitoires et résiduelles près des bords de plaques de verre (calculs 2D) et près de trous chanfreinés (calculs 3D). Le verre est considéré comme un matériau viscoélastique, le modèle de Narayanaswamy est utilisé, il prend en compte les phénomènes de relaxation de contraintes d'origine visqueuse et structurale. Une difficulté provient de la description correcte des transferts de chaleur pendant la trempe qui est d'importance majeure pour la prédiction des contraintes résiduelles. La convection forcée due au soufflage de l'air et le rayonnement sont modélisés, le caractère semi-transparent du verre est pris en compte. Les coefficients de convection forcée dans les zones bords sont identifiés expérimentalement. Les résultats de prédiction des contraintes résiduelles de trempe sont comparés à des résultats de mesures photo-élastiques. Ce travail permet l'optimisation de la géométrie de la plaque de verre pour un renforcement maximal dans la zone d'assemblage.

The study aims at examining the behaviour of electromagnetic actuator as inductivesensor. The electromagnets are integrated in an alternative Wheatstone bridge and poweredwith alternative tension. This circuit allows the measurement of the electromagnetinductance variation, and as this variation is a function of the air gap, the displacementcan be deduced. The effect of eddy currents is assessed in order to choose the suitablebridge frequency. Finally, a demodulator is used to obtain the tension proportional to theair gap value. The behaviour is assessed experimentally. Experiments are carried out on asimple beam; clamped at one end and simply supported at the other. The displacements couldbe measured by using four eddy current sensors and the inductive sensor. The inductivesensor displacement and a modal approximation of the four eddy current sensors resultingfrom impact testing are compared. Analysis of the results obtained predicts an efficientand robust behaviour.

Ce travail propose une approche numérique pour l’étude de matériaux compositescarbone/carbone sous sollicitations dynamiques et conditions de contact frottant. Ellerepose sur l’utilisation d’une approche éléments-finis (EF) et de techniquesd’homogénéisation appliquées à une cellule élémentaire du matériau. Les effets ducontraste des propriétés élastiques au contact sont étudiés et l’influence de ladescription du matériau sur le comportement tribologique est mise en évidence.

La dynamique des fils, et en particulier le problème de la "corde vibrante", a de nombreux champs d'application et met en jeu de multiples phénomènes complexes que seule une modélisation rigoureuse en déplacements finis peut faire apparaître. Les difficultés auxquelles on se heurte, avant tout liées à la cinématique, sont celles rencontrées en mécanique des poutres, cadre général dans lequel on se place.Le mouvement étant tridimensionnel, on détaille le paramétrage permettant de rendre compte facilement de la torsion matérielle. On s'attache ensuite à construire les équations du mouvement pour un fil linéairement élastique dont la tension dépend aussi de la torsion.Ces équations exhibent de nombreux couplages dont les mécanismes peuvent être mis en évidence par projection sur les modes spatiaux dans le cas d'extrémités fixes. Le système d'équations modales obtenu fait apparaître des règles de sélection précises portant sur la distribution spatiale des modes, la modulation des parties temporelles n'intervenant qu'en terme d'efficacité sur les couplages.

Ce travail porte sur l'étude du comportement en fatigue d'assemblages soudés en acier S355NL, représentatifs d'éléments de structures navales.L'objectif est de développer une méthodologie pour estimer la durée de vie à l'amorçage d'une fissure de fatigue pour ce type de structures.Notre approche se décompose en deux étapes.Premièrement, un calcul de structure par éléments-finis permet d'obtenir les cycles contrainte-déformation stabilisés en tout point de l'assemblage soudé pour un chargement d'amplitude constante ou variable.Ce calcul prend en compte le comportement élastoplastique du métal de base, une variation de la limite d'élasticité dans les différentes zones de la soudure basée sur des mesures de dureté, la géométrie locale du pied de cordon mesurée sur des photos de profil des éprouvettes, et éventuellement la présence de contraintes résiduelles.Deuxièmement, dans le cas où une adaptation élastique rapide se produit, un post-traitement permet de calculer la durée de vie à l'amorçage d'une fissure de fatigue, par l'utilisation d'un modèle d'endommagement à deux échelles basé sur les travaux de Lemaitre et al.Les paramètres matériaux de ce modèle ont été identifiés à partir de courbes d'endurance établies pour le métal de base.Pour valider l'approche proposée, des essais de fatigue en flexion quatre points ont été réalisés pour deux rapports de charge (0,1 et 0,3), sur des éprouvettes soudées réalisées par DCN.Pour compléter l'analyse, des mesures de contraintes résiduelles présentes dans les éprouvettes soudées ont été réalisées par diffraction de rayons X.Les comparaisons entre les durées de vie expérimentales et les durées de vie calculées sont encourageantes pour la campagne d'essais réalisée.L'exploitation de la méthode proposée est à l'étude pour un autre mode opératoire de soudage.

Le but de ce travail dans le thème "Modélisation de structures composites" est la modélisation en flexion de structures sandwiches. Les étapes principales de cette étude sont : la détermination des constantes élastiques du matériau par une homogénéisation numérique à l'aide du logiciel "Samcef" ; le développement analytique et l'implémentation dans le logiciel de calcul formel "Mathematica" de modèles raffinés de la flexion 3 et 4 points ; la validation expérimentale des différents modèles développés. Il est important de noter la mise en œuvre de nouveaux moyens de mesure tels que la stéréocorrélation d'images et l'interférométrie laser pour la mesure de déformations, des déplacements et des contraintes.

L'étude présentée dans cet article concerne le problème industriel de l'usure dans les contacts roulants sous charge. La déformation locale de la zone de contact associée à l'existence d'efforts tangentiels conduit à du micro glissement et de l'usure superficielle qui "creuse" la piste de roulement. D'un point de vue industriel, cette usure détériore le fonctionnement des machines pilotées par des systèmes "came–galet". Dans le prolongement de l'étude présentée dans [1] les auteurs proposent une démarche qui permet de suivre l'évolution de l'usure au cours du temps tout en prenant en compte les dispersions expérimentales observées sur banc d'essai. Les méthodes présentées ici, peuvent être appliquées au dimensionnement des roulements et engrenages par exemple, et plus généralement à tout mécanisme dans lequel il y a du roulement faiblement lubrifié entre deux solides. Dans le cadre de cet article on se limite au cas stationnaire pour lequel la charge normale et la vitesse de renouvellement du contact n'évoluent pas au cours du temps. C'est dans ce cadre que nos essais d'usure ont été réalisés et l'objectif de cette étude est de simuler ces essais. La démarche suivie prend en compte les dispersions de positionnement des pièces, les dispersions mesurées sur l'effort de contact et les incertitudes du coefficient de frottement au travers d'une approche probabiliste.

La formation des cellules (FC) de production se traduit par le groupement des produits en familles et le partage des machines en sous-groupes. Le traitement de ce problème devient plus complexe en présence de gammes alternatives. Dans ce contexte, nous proposons une nouvelle approche qui traite ce problème en deux niveaux. Le premier niveau porte sur l'application de la méthode des plans d'expériences, l'objectif étant de choisir, pour chaque produit, la gamme préférentielle permettant l'optimisation des indicateurs de performance de FC. En plus, ce niveau de traitement permet une analyse de la sensibilité de la solution finale ignorée par les techniques antérieures de la FC. Nous avons proposé et justifié un nouvel indice de la FC défini par le pourcentage de conservation des données de la matrice d'incidence initiale. Le second niveau de traitement consiste à appliquer la méthode de la FC basée sur l'analyse des corrélations statistiques entre les différents produits et machines. Pour expliquer l'approche proposée, nous avons détaillé deux exemples numériques. Les résultats d'une analyse comparative appliquée à des problèmes reconnus en littérature, ont permis de valider l'approche proposée.

Une modélisation du transport de l'humidité dans des plaques minces stratifiées, quiintègre le phénomène de diffusion préférentielle le long des interfaces entre les plis, est proposée dans ce travail. Une loi d'interface surfacique,asymptotiquement équivalente à une très fine couche de fortediffusivité, est tout d'abord établie par des techniquesasymptotiques, puis introduite au niveau desintercouches d'une plaque mince stratifiée. Des développementsasymptotiques selon l'épaisseur de la plaque permettent alors deproposer un modèle bidimensionnel équivalent pour lecomportement hygroscopique de plaque lamifiée dans le cas où les faces supérieure et inférieure de la plaque sont hygroscopiquement isolées. Desapplications numériques viennent enfin valider et illustrer cesmodèles asymptotiques.