Cet article s'intéresse au problème de l'évaluation des modes de déplacement d'un robot à locomotion hybride roue-patte. Après une brève description du système mécatronique, nous présentons sa modélisation cinémato-statique dont l'originalité repose sur l'intégration des interactions roue-sol en terrains naturels. Les modèles d'interaction sont validés expérimentalement à l'aide d'un banc d'essai spécifique. Les modèles analytiques sont ensuite exploités pour réaliser une analyse comparative des performances de locomotion pour chacun des modes de déplacement sur différents terrains. Les critères considérés sont la marge de stabilité, la gradabilité et la consommation d'énergie.

Un montage d'usinage est un outillage indispensable pour fixer la pièce solidement à la bonne position dans l'espace de travail de la machine outil. La conception du montage d'usinage joue un rôle important pour obtenir une pièce usinée de bonne qualité. Nous avons déjà formalisé les connaissances sur les prises de pièce de manière à pouvoir les gérer tout au long du processus de conception de la gamme d'usinage. Maintenant nous nous intéressons à la conception du montage d'usinage de manière à passer du modèle prise de pièce retenu à la solution technologique qui sera utilisée sur le poste de travail. Cet article aborde le problème de conception du montage d'usinage modulaire du point de vue technologique dans sa globalité ; c'est-à-dire le choix et le placement des éléments technologiques en tenant compte de toutes les contraintes de qualité, d'accessibilité et de comportement mécanique du système pièce-montage d'usinage-outil de coupe durant l'usinage.

L’apparition de vibrations, ou bien des régimes instables, est induite par l’interaction dynamique du processus de coupe avec le système élastique de la machine-outil dans différentes conditions de travail. L’objectif de ce travail est de développer un modèle dynamique appliqué au processus de fraisage pour réaliser la surveillance du processus, l’analyse et l’optimisation des conditions de coupe lors du contact outil/pièce/machine. Pour mettre en place ce protocole et atteindre les connaissances approfondies des phénomènes dynamiques nous effectuons une étude de ceux-ci divisée en deux parties : la machine et le processus de coupe. Une analyse dynamique détaillée de la machine est obligatoire avant de modéliser les phénomènes vibratoires présents lors de la coupe.

This paper discusses the characteristics of time-frequency estimators to be used in theidentification of systems with localized non-linearities. The common idea underlying thisresearch is that, for certain classes of structural response signals, the availability ofa limited number of experimental data can be partially obviated by taking into account the“localisation” in time of the frequency components of the signals. Time-frequencytechniques for structural identification are reported that extend the definition ofinstantaneous time-frequency estimators and Gabor instantaneous estimators were extractedfrom non-stationary vibration signals. In order to foresee their validity on the basis ofmeasured data, methods were applied to seismic responses obtained from numerical testsconducted on steel frames. The results obtained made it possible to evaluate thecharacteristics of time-frequency identification techniques as well as their efficiencywhen applied to non-linear structures.

La méthodologie proposée pour l’étude du comportement de matériaux cellulaires soussollicitation dynamique est abordée par une approche multi-échelles. Le comportement desmousses polymères étudiées dépend du matériau constitutif, et de sa structure poreuse.L’approche développée consiste à proposer des moyens expérimentaux qui permettentd’imposer des sollicitations dynamiques sur ces matériaux afin de mesurer leurs réponsesmacroscopiques (pour l’identification de modèles de comportement) et d’identifier aussi laréponse de la structure de ces mousses à des échelles plus fines. L’objectif est ensuitede proposer une modélisation numérique capable de reproduire les phénomènes observés à ceséchelles et de remonter au comportement macroscopique. Des méthodes et des techniquesexpérimentales de caractérisation ont donc été développées aux différentes échelles pouridentifier le comportement macroscopique du matériau cellulaire. Les résultats obtenus àl’échelle macroscopique constituent une base de données indispensable pourl’identification de lois de comportement implémentées dans les dernières versions descodes de calcul éléments-finis. Cet article présente les moyens expérimentaux développéset les résultats des essais obtenus à l’échelle macroscopique.

La démarche de cette étude s'inscrit dans le cadre de la volonté politique d'Eurocopter France d'améliorer le confort acoustique des cabines d'hélicoptère, le but étant d'identifier les contributions des différentes sources de bruit sur le niveau de bruit interne et d'analyser les chemins de propagation (solidiens et aériens) de l'énergie depuis son origine jusqu'à la cabine. La gamme de fréquence analysée est celle du dB SIL4 (353–5650 Hz), qui permet de caractériser les perturbations engendrées sur l'intelligibilité d'une conversation. Ce travail a pour but de conduire à préconiser des solutions techniques pour améliorer le confort acoustique des matériels et notamment des panneaux d'habillage. La modélisation de la réponse acoustique de la cabine est réalisée à partir de mesures expérimentales réalisées en vol afin de prendre en compte tous les phénomènes associés au déplacement et à la déformation de la structure. Dans un premier temps, les différentes méthodes de diagnostic de bruit interne et de localisation de sources acoustiques sont recensées dans l'optique de statuer sur le système le mieux adapté au milieu hélicoptère. Les outils de simulation utilisés pour exploiter les résultats obtenus et répondre aux objectifs visés sont ensuite présentés.

The Bayesian approach is a stochastic method, allowing to establish trend studies on thebehavior of materials between two periods or after a break in the life of these materials.It naturally integrates the inclusion of the information partially uncertain to support inmodeling problem. The method is therefore particularly suitable for the analysis of thereliability tests, especially for equipment and organs whose different tests are costly.Bayesian techniques are used to reduce the size of estimation tests, improving theevaluation of the parameters of product reliability by the integration of the past (dataavailable on the product concerned) and process, the case “zero” failure observed,difficult to treat with conventional statistical approach. This study will concern thereduction in the number of tests on electronic or mechanical components installed in amechanical lift knowing their a priori behavior in order to determine their a posterioribehavior.

Virtual reality simulations of maintenance operations are a key simulation to improve the performance and quality of products. Real-time requirements of virtual reality systems face difficulties when coping with flexible components exhibiting strong non-linear behaviour. To this end, an interactive system incorporating mechanical models of flexible parts behaviour is described in the present paper. The approach proposed will be used as a basis to the simulation of flexible parts in a virtual reality environment for the evaluation of assembly operations. First of all, the study of current assembly planning systems based on the real-time approaches is performed. Secondly, a new system integrating real-time and interactive mechanical simulation approaches is proposed. An adequate simulation of the flexible components to estimate the assemblability in a virtual reality is discussed. This is especially true when flexible parts are subjected to large displacements. Finally, the example of the interactive mechanical behaviour model used into an assembly context for the virtual reality simulation environments is represented.

La modélisation et la simulation numérique permettent une exploration des différents paramètres decontrôles afin d’identifier les conditions et géométries optimales de fonctionnement dessystèmes. Cette approche permet entre autre d’obtenir les valeurs instantanées desgrandeurs physiques locales. Ces outils numériques progressent et traitent des systèmes deplus en plus complexes confortés par la progression des puissances des ordinateurs. Nousdécrirons dans le présent travail le cas de moteurs alternatifs de type Stirling, àcombustion externe et régénération. Ces moteurs constituent une solution pour laconversion efficace des énergies renouvelables et des chaleurs perdues en travail. Lasimulation de tels systèmes en régime établi permettra d’en déduire les énergies échangéeset de démontrer que ces moteurs offrent un bon rendement de fonctionnement, tout enprésentant une grande souplesse d’adaptation. L’optimisation des machines est fortementliée à leurs paramètres géométriques et physiques (dimensions, matériaux, coefficient detransfert de chaleur, etc.) ce qui peut engendrer un coût important pour les différentsprototypes. La simulation numérique permettra la prédiction du cycle au cours du temps etdonnera accès aux valeurs du travail ainsi que le rendement de la machine simulée. Cettedémarche identifiera les zones de fonctionnements optimaux et réduira le nombre deprototypes et du même coup le coût du projet. La modélisation s’appuie sur la résolutiondes équations de conservation d’écoulements compressibles anisothermes dans un moteur LTDen domaine bidimensionnel (2D, moteur supposé axisymétrique afin de faciliterl’illustration). En guise de validation l’un des résultats obtenus numériquement estconfronté aux résultats expérimentaux obtenus sur un prototype moteur de démonstration. Lebon accord constaté sur le cycle p-V illustre l’intérêtméthodologique.

The paper presents the experimental work developed by the authors for the identification of rotordynamic coefficients of air bearings. Air bearings work at very high rotation speeds and are known to have nonlinear dynamic characteristics depending at least on the excitation frequency. The paper presents two very similar test rigs, the testing procedure and the algorithm for identifying the rotordynamic coefficients. The test rigs consist of a rigid rotor guided by fixed bearings and driven by a spindle. The dynamic loads are applied by two orthogonally mounted shakers applying two linear independent excitations. Two air bearings are analysed in the present paper. The test procedure is first developed for a simple circular bearing with easily predictable dynamic characteristics. Its rotordynamic coefficients are identified by using a least square procedure based on rational functions. The coefficients are compared to theoretical results in order to underline the limits of the identification algorithm. The procedure is next applied to a first generation foil bearing. Rotordynamic coefficients are presented for different working conditions (static loads and rotation speeds) and are discussed comparing them to circular air bearings.

La projection cold spray utilise principalement l’énergie d’impact des particules pour former des revêtements denses. L’étalement et l’adhésion des particules étant liés à l’énergie cinétique et donc à la vitesse des particules, il est primordial de maximiser leur accélération pour obtenir un rendement de dépôt élevé. Ce transfert de quantité de mouvement peut être optimisé en modifiant les paramètres de fonctionnement du système de projection mais également en choisissant une distance tuyère-substrat adéquate. Cet article décrit un modèle 2D mis en œuvre avec le logiciel de CFD Fluent pour simuler le comportement d’un flux de particules de titane dans un écoulement supersonique. Ses résultats montrent que les particules n’atteignent pas leur vitesse maximale en sortie de tuyère mais environ 90 mm en aval de celle-ci. C’est donc à cette distance que le substrat doit être placé pour optimiser la projection. La précision de ces calculs est confirmée expérimentalement et les variations significatives d’épaisseurs des dépôts montrent l’influence drastique de la distance de tir sur le rendement de dépôt.

Cet article est consacré à la simulation numérique, par couplage externe de codes, de vibrations de structures flexibles induites par écoulements. Une revue des développements réalisés sur les deux codes disciplinaires mis en œuvre est tout d'abord présentée, puis une application au cas d'un tube flexible soumis à un écoulement interne pour de petits déplacements et un écoulement laminaire est proposée.

Hydrodynamic dispersion is a key controlling factor of solute transport in heterogeneousporous media. It critically depends on dimensionality. The asymptotic macrodispersion,transverse to the mean velocity direction, vanishes only in 2D and not in 3D. Using theclassical Gaussian correlated permeability fields with a lognormal distribution ofvariance σY2, thelongitudinal and transverse dispersivities are determined numerically as a function ofheterogeneity and dimensionality. We show that the transverse macrodispersion steeplyincreases with σY2 underlyingthe essential role of flow lines braiding, a mechanism specific to 3D systems. Thetransverse macrodispersion remains however at least two orders of magnitude smaller thanthe longitudinal macrodispersion, which increases even more steeply withσY2. At moderateto high levels of heterogeneity, the transverse macrodispersion also converges much fasterto its asymptotic regime than do the longitudinal macrodispersion. Braiding cannot be thustaken as the sole mechanism responsible for the high longitudinal macrodispersions. Itcould be either supplemented or superseded by stronger velocity correlations in 3D than in2D. This assumption is supported by the much larger longitudinal macrodispersions obtainedin 3D than in 2D, up to a factor of 7 for σY2 = 7.56.

La dynamique des systèmes mécaniques est fortement impactée par le comportement desmatériaux viscoélastiques. Ainsi, pour mener des analyses aux valeurs propres complexesles plus réalistes possibles, il est indispensable de bien modéliser ces comportements.Expérimentalement, la raideur et l’amortissement de tels matériaux dépendent de lafréquence. C’est pourquoi, nous avons choisi d’étudier le modèle de Maxwell généralisé quipermet de décrire de tels comportements, contrairement à beaucoup de modèles fréquemmentutilisés. Ce modèle met en jeu un certain nombre de paramètres qu’il est nécessaired’identifier, à partir d’essais sur des matériaux. Cet article présente une méthoded’identification à partir de courbes de module et de phase. Parmi toutes les formulationspossibles du modèle de Maxwell généralisé, nous avons choisi celle en pôles et en zérospour réaliser l’identification. Des formules de passage permettent de trouver lesparamètres d’autres formulations comme celle de Prony. La méthode d’identification décritedans cet article est basée sur les courbes asymptotiques du Modèle de Maxwell généralisé.L’identification se passe en 2 temps, les paramètres du modèle sont initialisés, puis uneméthode d’optimisation permet de les ajuster au mieux. Nous comparerons notre méthode àd’autres. Dans le cas d’un système mécanique comprenant plusieurs matériauxviscoélastiques différents, la taille du modèle éléments-finis, mise sous forme d’état,augmente rapidement. Afin de minimiser cette taille, les pôles des différents matériauxviscoélastiques peuvent être choisis identiques. Cette contrainte supplémentaire estimposée dans le schéma itératif d’optimisation.

Dans cette étude, on examine, par simulation numérique, la possibilité de réduire les pressions provoquées par le phénomène du coup de bélier dans un réseau de conduites quasi-rigides en remplaçant l'une des conduites du réseau par une conduite viscoélastique en polymère. Le modèle numérique développé est constitué d'un système de deux équations aux dérivées partielles non-linéaires de type hyperbolique résolu par la méthode des caractéristiques avec mise en mémoire et interpolation. Le calcul au niveau des nœuds est effectué par la résolution d'un système linéaire avec prise en considération des conditions aux limites imposées. La loi de comportement de la conduite viscoélastique est décrite par le modèle de Kelvin-Voigt. Afin de simplifier les calculs, on se limite à l'élément élastique de ce modèle. Pour les applications, un code de calcul écrit en langage FORTRAN a été élaboré. Les résultats obtenus montrent bien l'effet de l'élasticité des parois sur l'évolution et l'amortissement des ondes de pression dans les réseaux de conduites.

Cet articleprésente une approche globale du dimensionnement à lafatigue thermomécanique des structures dans l'industrieautomobile. Cette approche repose sur quatre aspects : ladéfinition du chargement, la modélisation du comportementdu matériau, celle de l'endommagement et un critère deruine de la structure. Cette démarche est appliquée au casde culasses et de collecteurs d'échappement soumis à deschargements thermiques transitoires. Les hypothèses et choixprincipaux nécessaires à un calcul intégré dans unschéma de développement industriel sont tout d'abordprésentés. Deux points sont plus particulièrementdéveloppés : le comportement mécanique etl'endommagement. Deux modèles de comportement viscoplastiqueont été choisis et leurs paramètres identifiésà partir d'essais isothermes et validés à l'aided'essais anisothermes. Un critère de dimensionnement basésur l'énergie mécanique dissipée dans le matériauest proposé. Associé à un calcul de structure, ilpermet une estimation de la durée de vie de piècessoumises à un chargement cyclique multiaxial anisotherme. On aainsi accès dès la phase de conception à des calculsprédictifs de la tenue en service de composants automobiles.

This article paper the influence of rails inclination on the behaviour of a railway vehicle in circulation on a curve and on alignment. A comparative study is performed the behaviour of a vehicle which circulates on rails without inclination and another circulating on inclined on rails. This study shows the interest on the inclined rails. The effects of the transverse and longitudinal stiffness of the primary suspension, the angle of inclination rail and the equivalent conicity of the wheels are considered to evaluate the vehicle's behaviour in curve and transverse stability. The simulation of the vehicle moving in curve with inclined rails shows that the transverse displacement of this vehicle decreases if the inclination of the rails increases. Moreover, the stability of a wheelset which circulates on inclined rails is comparable to the stability of a wheelset which circulates on the rail without inclination, and then the stability of the vehicle is preserved.

Cet article présente une comparaison de quatreconfigurations d'essais hétérogènes en vue d'optimiserl'identification des paramètres de comportement d'un matériauorthotrope élastique. La technique d'identification est basée surla minimisation d'une norme énergétique formulée sur la base del'erreur en relation de comportement. La norme est construite surla base de principes variationnels. Elle exploite les champs dedéformations mesurés au moyen d'une technique de mesure de champscinématiques et les déformations calculées par le code d'élémentsfinis Abaqus. Le problème de minimisation est résolu itérativementpar un algorithme régularisé : Levenberg-Marquardt. Une analyse desensibilité aux bruits de mesure est réalisée afin d'illustrer larobustesse et la stabilité numérique. Deux types de bruit simulantles erreurs de mesures, ont été testés : aléatoire etsystématique. Il ressort de cette étude que la configurationd'essai notée géométrie complexe donne le meilleur résultatd'identification.

L'évaluation d'un implant, en terme de contrôle qualité, ne peut se faire en définitive que par l'investigation clinique. Cette démarche ne devrait pas toucher seulement les nouveaux implants mais s'appliquer aussi à toute modification même légère d'un implant déjà existant et cliniquement éprouvé. L'investigation clinique prospective reste cependant une approche lourde, contraignante et longue. Elle n'est entreprise actuellement que pour de nouveaux implants ou lorsqu'une modification véritablement innovante est apportée à un implant déjà existant [1]. Dans le cadre du développement d'un nouvel implant articulaire et notamment lors de la conception d'une nouvelle géométrie ou lors du choix d'un nouveau procédé de stérilisation, il pourrait être intéressant de posséder un outil de test pré-clinique permettant de prévoir le comportement et les performances de cette prothèse avant d'investir des moyens lourds dans une étude clinique qui reste cependant indispensable à terme. Les essais tribologiques sur simulateurs offrent cette possibilité [2]. Cette étude porte sur la mise au point et la validation d'un simulateur pour prothèses totales de hanche. À travers nos résultats expérimentaux, développés sur tribomètre à trois unités, nous montrons l'importance des effets du procédé de stérilisation, ainsi que le rôle que peut jouer le milieu biologique et les couples de matériaux de friction (tête et cotyle de la prothèse) sur la tenue en service des prothèses totales de hanche (PTH). Les prothèses de hanche de diamètre plus élevé (Ø28 mm) et le choix du couple (CoCrMo/polyéthylène) semblent donner un taux d'usure plus faible, et en conséquence, une meilleure longévité des arthroplasties totales de hanche [3].

Le séchage cinétique des particules en bois dans un lit de sable fluidisé est étudié. Leréacteur est constitué d’une colonne de verre cylindrique où la fluidisation desparticules de sable est obtenue grâce à un débit d’air sec, filtré, dont la pression estajustée par un détendeur et dont le débit est mesuré. Le sable a un diamètre moyen de0,155 mm et une masse volumique de 2650 kg.m-3. La température et l’humiditérelative de l’air sont respectivement mesurées par des thermocouples et par un hygromètrecapacitif à film mince mesurant l’humidité absolue de l’air à l’admission et à la sortiedu lit fluidisé. L’installation expérimentale est conçue pour évaluer la valeurinstantanée de l’humidité du bois. Le taux de séchage augmente avec la température et lamasse des particules de bois. Ces comportements sont examinés en tenant compte desdifférents paramètres (température, vitesse de l’air, humidité initiale du bois).