La condition de non-glissement aux parois constitue une condition aux limitessatisfaisante dans la plupart des modèles théoriques de mécanique des fluides et enthéorie de la lubrification. Néanmoins la mise en évidence expérimentale de glissement auxparois a conduit à remettre cette hypothèse en question de plus en plus fréquemment lorsde la dernière décennie. Des travaux théoriques prospectifs visent actuellement àoptimiser la portance et minimiser le frottement en jouant sur des alternances de zones deglissement et de non-glissement. Le glissement aux parois est fréquemment introduit dansles modèles théoriques au travers de la condition de Navier, qui stipule que la vitesse deglissement est proportionnelle au taux de cisaillement pariétal, le facteur deproportionnalité étant nommé longueur de glissement. Les longueurs de glissement signaléesdans la littérature vont de l’échelle moléculaire lors d’expériences de physique réaliséesdans des conditions microgéométriques et physicochimiques très contrôlées, jusqu’à l’ordrede grandeur de l’épaisseur de l’écoulement dans des essais de type mécanique des fluidesou lubrification. L’étude présentée consiste à solliciter en écrasement un film d’eauentre les plateaux circulaires d’un rhéomètre plan/plan à déformation imposée et à mesurerla force de réaction normale du film. Les résultats expérimentaux tendent à remettre enquestion la condition de non glissement dans les contacts conformes sollicités enécrasement, et par conséquence également les prévisions théoriques de coefficientsd’amortissement dans les mécanismes lubrifiés fonctionnant en régime hydrodynamique. Leslongueurs de glissement apparent obtenues dépassent largement l’ordre de grandeur del’épaisseur de film.

The first part of this analysis highlights the running condition of hydrodynamic bearings used in thermal automotive engine. To provide this overview, the various specific parameters and their values are described. To complete this panorama a synthesis of the major damages for each kind of engine bearing are set up. Dispersive factors affecting the behaviour of hydrodynamic bearing such as oil emulsion, dirt is described. The second part is dedicated to numerical simulation. An overview of the most used models with their advantages and disadvantages is used to show the state of the art in the automotive industry. Finally, in the third part, the authors match experience and using the two previous parts. A special care is taken for damages, damage modelling, and weakness of damage prediction. From this analysis, the key aspects are detailed such as contact problem in mixed lubrication, surface roughness evolution or effect on lubrication, local or global seizure. To conclude, a special emphasis is done on mixed lubrication and associated problems. From the industrial point of view, this subject is now a key point to be considered when designing reliable bearings.

The composite fiber materials of polymers (FRP) have physical properties, which are exploited recently for the reinforcement and rehabilitation of the structures, in mechanical, civil engineering and biomedical field, subjected to degradation or default risks. Since a beam without any form of reinforcement will fail when subjected to a relatively small tensile load. Therefore the use of the FRP to strengthen the structures is an effective solution to increase the overall strength technique. In this paper, a new theoretical approach model to estimate shear and peel-off stresses is proposed. Axial stresses and bending moment coupled with shear deformation and thermal effect in an FRP-strengthened beam are considered, including the variation in FRP plate fiber orientation.

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.

Progress is reported on the modelling, via RANS closures, of two swirling turbulent flows important in aeronautics: the trailing wing-tip vortex and the flow in rotor-stator cavities. For the former the decay of the vortex is only well captured at second-moment level while, for the latter, an unsteady flow computation brings out large-scale organized structures, with the number of structures varying with cavity aspect ratio and Reynolds number, a result qualitatively in accord with experiment.

Cet article illustre la mise en évidence des phénomènes d’entrée liés à la valeur finiedes rayons de deux disques, l’un est tournant et l’autre est fixe. L’analyse del’écoulement est faite à partir d’une configuration des lignes de courant pariétalesinduites au voisinage d’un disque tournant en utilisant la technique de visualisation del’écoulement pariétal par dépôt électrolytique qui a donné de bons résultats dansplusieurs cas de solides en rotation. Cette méthode expérimentale a permis de montrer lesdifférents phénomènes caractérisant ce type d’écoulement tels que les effets de bord et devérifier les résultats théoriques concernant le champ des vitesses obtenues grâce à unmodèle mathématique basé sur une méthode itérative à tir corrigé. L’écoulement est de typeBatchelor : deux couches limites développées sur chaque disque, séparées par un noyau defluide tournant à 0,3 ω (ω étant la vitesse de rotationdu disque tournant).

Cet article présente un modèle de lubrification mixte en conjonction avec une analyse du mouvement secondaire du piston. Certains paramètres influent ce genre de mouvement tel que l'élasticité de la jupe et la forme de son profil (plat ou bombé). Les résultats montrent que ces paramètres ont une grande influence sur les forces de frottement, et par conséquent, ils ont le potentiel pour optimiser la perte de puissance par frottement du piston.

Les interactions entre les mouvements d'une structure et d'un fluide sont à l'origine de phénomènes dynamiques (vibratoires ou accidentels) dont la maîtrise est indispensable pour résoudre un bon nombre de problèmes pratiques posés lors de la conception et de l'exploitation d'installations industrielles. On rencontre fréquemment dans l'industrie, en particulier dans l'industrie nucléaire, des faisceaux de tubes immergés dans un fluide. Les principales conséquences de la présence du fluide sont des effets "inertiels", amenant une baisse des fréquences propres de vibration et des effets "dissipatifs", amenant une augmentation de l'amortissement. L'article présente d'abord un état des méthodes actuelles pour la simulation du comportement dynamique de faisceaux de tubes, avec des exemples d'application. Ces méthodes sont basées sur l'homogénéisation des équations d'Euler d'un écoulement de fluide parfait. Il est possible ainsi de rendre compte des effets inertiels et aussi, dans une certaine, des effets dissipatifs. La conclusion indique des voies de recherche pour une prise en compte plus complète de la présence du fluide, en particulier des effets dissipatifs.

Direct numerical simulation (DNS) is applied to investigate properties of katabatic and anabatic flows along thermally perturbed (in terms of surface buoyancy flux) sloping surfaces in the absence of rotation. Numerical experiments are conducted for homogeneous surface forcings over infinite planar slopes. The simulated flows are the turbulent analogs of the Prandtl (1942) one-dimensional laminar slope flow. The simulated flows achieve quasi-steady periodic regimes at large times, with turbulent fluctuations being modified by persistent low-frequency oscillatory motions with frequency equal to the product of the ambient buoyancy frequency and the sine of the slope angle. These oscillatory wave-type motions result from interactions between turbulence and ambient stable stratification despite the temporal constancy of the surface buoyant forcing. The structure of the mean-flow fields and turbulence statistics in simulated slope flows is analyzed. An integral dynamic similarity constraint for steady slope/wall flows forced by surface buoyancy flux is proposed and quantitatively verified against the DNS data.

Dans ce travail, on s’intéresse à l’étude et à la caractérisation expérimentale par latechnique vélocimétrie laser à effet Doppler, du phénomène de détachement tourbillonnairelors de l’interaction couche limite cavité. L’étude est effectuée en changeant la longueuret la hauteur de la cavité, ainsi que la vitesse de l’écoulement, afin de modifier lanature des structures présentes à l’intérieur de la cavité. La variation du nombre deStrouhal en fonction du nombre de Reynolds conduit à un regroupement pour chaque moded’instabilité, permettant de bien séparer les modes les uns des autres.

Cet article est une synthèse de différentes études apportant un regard scientifique sur la contention qui consiste à exercer des pressions sur la jambe humaine au moyen de chaussettes ou de bas afin de faciliter le reflux veineux. Il paraît évident que la répartition des pressions sur la jambe affecte le débit sanguin dans les veines. Néanmoins, la répartition conduisant à un débit veineux optimal est non triviale, et diffère en fonction de l'application : traitement médical ou récupération chez les sportifs. Afin d'améliorer les connaissances à ce sujet, un modèle numérique 2D a été mis en place pour calculer les champs de contraintes dans la jambe en prenant en compte le comportement mécanique réel des articles de contention et des tissus de la jambe. Des méthodes d'identification appropriées, basées soit sur le recalage de modèle et la corrélation d'images numériques (pour les articles de contention), soit sur le recalage de modèle par mise en correspondance locale non-linéaire d'images fournies par l'IRM (pour les tissus internes de la jambe), ont été développées pour identifier ces paramètres de comportement.

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.

La connaissance du comportement mécanique des tissus utilisés comme renforts de composites est nécessaire pour réaliser des simulations de préformage. Cette étude vise à rappeler la spécificité du comportement mécanique des tissus secs et à déterminer ces propriétés mécaniques par des essais virtuels. Pour ceci, des analyses éléments-finis 3D des cellules tissées unitaires sont réalisées. Ces calculs ne sont pas classiques compte tenu de la constitution des fils faits de milliers de fibres de petits diamètres. Les mouvements relatifs possibles des fibres rendent très faible la plupart des rigidités autres que celles de tension. Les spécificités du calcul pour déterminer ce comportement mécanique seront décrites. Plusieurs aspects spécifiques de l'analyse sont détaillés ; particulièrement l'utilisation d'une loi hypoélastique basée sur une dérivée objective utilisant la rotation de la fibre. Les résultats de ces tests virtuels sont comparés à des résultats expérimentaux en particulier obtenus par tomographie X. Enfin ces comportements matériaux sont utilisés dans des simulations macroscopiques dans des cas d'emboutissages à un ou plusieurs plis. Il est discuté de l'importance des différentes rigidités dans l'apparition et la forme des plis.

In the case of dense and homogeneous canopies, it is well-known that canopy flows are similar to mixing layer flows (so-called mixing layer analogy). When the canopy becomes sparser, a transition between the mixing layer and the boundary layer perturbed by interactions between element wakes occurs. This transition has still to be fully understood and characterized. An experimental work has been developed in order to study this transition for various density canopies.

L’objectif de ce travail est d’étudier les instabilités de Kelvin-Helmholtz apparaissantdans un jet de fluide monophasique évoluant à nombres de Reynolds modérés. L’étude portesur la région proche de la buse d’éjection (la zone de transition), et elle est localiséesur l’évolution dans l’espace et dans le temps des instabilités aérodynamiques spécifiquesà ce type d’écoulement. Dans cette étude expérimentale, les instabilités sont décritesqualitativement puis quantitativement à l’aide de la technique de tomographie par planlaser associée aux opérateurs de traitement d’images. On s’intéresse en particulier àl’étude des structures générées par l’instabilité des jets ainsi que la détermination deleurs paramètres caractéristiques.

The modelling of the dynamic behaviour of three-dimensional model of two-stage gear system is formulated for general helical gears location. The excitation is induced by the periodic variation of the mesh stiffnesses. This case describes the real working of the gearings. First, the modal analysis of the system is treated. Then, the calculation of the dynamic response is performed by a step-by-step time integration method (Newmark method). Finally, two types of manufacturing defects on the gears are introduced in the model: eccentricity and profile defect. An analysis of the effects of these defects on the gear system dynamic behaviour is then treated.

Les besoins accrus d'encapsulation et d'autonomie des dispositifs decontrôle vibratoire ont ouvert le domaine des matériauxpiézoélectriques shuntés. De par ses propriétésphysiques, l'élément piézoélectrique convertit unepartie d'énergie vibratoire en énergie électrique. Lefait de connecter un circuit électrique (un circuit de shunt)aux bornes du patch modifie la dynamique du système complet(structure + patchs piézoélectriques) et offre ainsi despossibilités de le contrôler. C'est ce que nous nommeronscontrôle vibratoire passif dans le cas où le circuit deshunt est constitué de composants passifs (Résistances etinductances physiques). Dans la littérature, les dispositifs employant desstratégies de contrôle se focalisent principalement surl'efficacité obtenue en termes de facteur d'amortissement modal.Les flux d'énergie entre les différents éléments dusystème complet ne sont pas optimisés. Nous proposons dedévelopper un critère d'optimisation structurale qui prenden compte la dissipation induite non seulement en termesd'amortissement modal mais également en termes d'amplituded'énergie dissipée. Ce critère intègre des grandeursfacilement calculables via un code de calcul par éléments-finis. Il est à noter que l'une des principales difficultésde modélisation de ce type de structures est liée à lacondition électrique qui varie. Il est nécessaire d'employerun modèle complet ou suffisamment représentatif pourcalculer les modes de résonance de la structure à tensionnulle (condition de Dirichlet électrique ) et à courant nul(condition de Neumann électrique). Nous appliquerons notrecritère à une poutre élancée sur laquelle estimplantée un patch piézoélectrique pour différentesconditions aux limites et différents types de polarisation. Nousnous focaliserons sur le contrôle du premier mode de flexion de lastructure.