Les différentes étapes de fabrication et de transformation du matériau textile mettent en jeu des fluides non newtoniens dont les propriétés rhéologiques doivent être maîtrisées. Cet article traite principalement de deux exemples relevant du domaine de l'ennoblissement : l'enduction et l'impression de tissus. Les résultats présentés apportent des éléments de compréhension du fonctionnement de procédés faisant intervenir des fluides de formulation très complexe.

Cette étude concerne un dispositif antivibratoire actif utilisant un gyroscope pour atténuer les vibrations transmises à une structure mécanique par une source de vibrations. Ce dispositif a un comportement similaire à des batteurs classiques de type masse-ressort, avec certaines spécificités : masse plus faible, gain et plage fréquentielle d'atténuation réglable à masse identique. Le système a été simulé à partir d'un modèle analytique non-linéaire, validé par une maquette à l'échelle 1.

The instability of a fluid inside a precessing cylinder is studiedtheoretically and experimentally. This study is motivated byaeronautics and geophysics applications. Precessional motion forceshydrodynamics waves called Kelvin modes whose structure andamplitude are predicted by a linear inviscid theory. When a forcedKelvin mode is resonant, a viscous and weakly nonlinear theory hasbeen developed to predict its saturated amplitude. We show that thisamplitude scales as Re1/2 for low Reynolds numbers and asθ1/3 (where θ is the precessing angle) for highReynolds numbers. These scalings are confirmed by PIV measurements.For Reynolds numbers sufficiently large, this forced flow becomesunstable. A linear stability analysis based on a triadic resonancebetween a forced Kelvin mode and two free modes has been carriedout. The precessing angle for which the flow becomes unstable ispredicted and compared successfully to experimental measurements. Aweakly nonlinear theory was developed and allowed to show that thebifurcation of the instability of precession is subcritical. It alsoshowed that, depending on the Reynolds number, the unstable flow canbe steady or intermittent. Finally, this weakly nonlinear theoryallowed to predict, with a good agreement with experiments, the meanflow in the cylinder; even if it is turbulent.

For the study of round jet flow at low Reynolds number, a fine analysis of instabilitiesis necessary. In this paper, we present a frequency analysis of temporal and spatialvelocity variations in a round jet with a Reynolds number equal to 830. The data wereobtained from Laser Doppler Anemometry (LDA) measurements for various downstreampositions. Attention is focused on the characteristics of the instantaneous signal of thelongitudinal velocity component u(t) in order tocharacterize the transition from laminar state to turbulent state. The spectral analysisof the LDA signals of the axial component of the exit velocities highlights the presenceof a single peak of energy around a characteristic frequencyf0. This frequency corresponds to the amplified mode of theinstability. The jet develops a sinuous mode which is the most unstable anti-symmetricmode. The results obtained in this study concerning the sinuous mode frequency, agree wellwith those obtained by laser tomography technique and images analysis.

La connaissance de l'effort de contact entre le pantographe et la caténaire est un élément essentiel de l'évaluation de la qualité du captage du courant. La SNCF étudie cet effort pour qualifier le matériel et les infrastructures nouvelles, ou en vue de détecter les défauts dans la caténaire.La méthode de mesure utilisée jusqu'à présent, basée sur une hypothèse d'archet rigide, a une bande passante limitée bien en deçà de la première fréquence propre de l'archet.Pour franchir cette limitation, notamment pour les trains à grande vitesse, et pour la détection de défaut par analyse de la signature vibratoire, une nouvelle méthodologie, basée sur la prise en compte des modes propres de l'archet, est proposée. Vibratec développe depuis plusieurs années des méthodes inverses [6,7] pour remonter aux efforts injectés à partir des vibrations mesurées. L'originalité du contact pantographe caténaire réside dans le fait que la position du point de contact est une inconnue du problème. La méthode inverse utilisée est basée sur l'analyse modale des premiers modes de l'archet. L'écriture de l'équilibre dynamique de l'archet permet d'aboutir à un système d'équations dont la résolution donne le module de l'effort et son point d'application. Les résultats obtenus sur un dispositif expérimental de validation, à partir d'une base modale limitée aux 3 premiers modes de l'archet, montrent un gain important sur la bande utile de la mesure, qui passe de 45 Hz à 120 Hz. Par la suite, la bande passante pourra encore être étendue en considérant davantage de modes de déformation de l'archet. Un utilitaire a été développé sous Matlab pour la mise en œuvre de la méthode à partir de données expérimentales.

The present study deals with the thermal behavior of an electric motor used in navalpropulsion. A permanent three-dimensional model based on a nodal approach was developed topredict the thermal behavior of the machine in permanent state. The various heat transfermodes playing a role (mainly the conduction, the convection and the mass transfer) aretaken into account. The three dimensional developed model provides information (in termsof heat fluxes or temperatures) for the whole machine. A parametric study using this modelis carried out aiming at two objectives. The first one consists in an evaluation of theinfluence of several factors on the temperature distribution. The second one aims atobtaining the inception of the thermal optimization and evaluating the more efficientcooling techniques or solutions.

La manipulation et le traitement de matériaux tels que les textiles, le papier ou le métal s'opèrent très fréquemment sous forme de rouleaux sur des systèmes de déroulement-enroulement et transport de bandes. La qualité du produit final dépend essentiellement de la capacité du système commandé à assurer un bon suivi de consigne de la vitesse et de la tension de bande, cette tâche étant rendue ardue en raison du fort couplage entre ces deux grandeurs. Par ailleurs, le changement de bobines est effectué généralement sans arrêter le procédé de fabrication. Un accumulateur, chargé de stocker au préalable la bande et de la restituer lors du changement de la bobine, est souvent utilisé. L'influence du comportement mécanique de la bande sera illustrée. Les propriétés volumiques de la bande étant fondamentales pour la commande du procédé, elles doivent être connues au préalable ou mesurées en ligne. Pour ce faire plusieurs solutions sont possibles. Une solution consiste à ajouter un capteur adéquat dont les informations servent de données d'entrée au système de régulation. Une autre approche consiste à inclure un élément mobile dans le système de déroulement-enroulement, le danseur, afin de stabiliser la tension de bande.

The present work considers the turbulent air flow inside an annular high speed rotor-stator cavity opened to the atmosphere at the periphery, where the pre-swirl ratio of the fluid is low. The interdisk spacing is sufficiently large so that the boundary layers developed on each disk are separated and the flow belongs to the regime IV of Daily and Nece (ASME J. Basic Eng. 82 (1960) 217–232). In such a system, the solid body rotation of the core predicted by Batchelor (J. Mech. Appl. Math. 4 (1951) 29–41) in case of infinite disks is not always observed: the flow behaviour in the whole interdisk spacing is governed by the level of the pre-swirl velocity of the fluid which is closely linked to the peripheral geometry (Debuchy et al., Int. J. Rotating Machinery, (2007)). In the first part of the paper, experimental results performed by hot-wire probes introduced through the stator including mean radial and tangential velocity components, as well as three turbulent correlations, are presented for several peripheral boundary conditions leading to the same value of the pre-swirl ratio. In the second part, comparisons between experiments, numerical and analytical results are provided. The numerical approach is based on the Reynolds Stress Modeling (RSM) developed by Elena and Schiestel (Int. J. Heat Fluid Flow 17 (1996) 283–289). A good agreement between the different approaches is obtained for the mean and turbulent fields and especially for the distribution of the core swirl ratio.

Dans le cadre de la simulation des systèmes de freinage, la mise en évidence de phénomènes tels que le crissement fait appel à des méthodes spécifiques. On s'intéressera ici à l'analyse de stabilité par le calcul des pulsations et modes propres.L'utilisation de dispositifs amortissants "shims" pour la réduction du bruit de crissement implique que les simulations prennent en compte les effets amortissants des matériaux. On utilise pour cela des modèles de matériaux viscoélastiques et en particulier le modèle de Maxwell généralisé.Les travaux ont consisté à choisir et valider des outils (modèles viscoélastiques, formulations éléments finis, ...) et à mettre en place une méthode de simulation. Ils se sont divisés en plusieurs étapes.Dans un premier temps, il a fallu sélectionner, parmi plusieurs modèles mathématiques permettant de décrire la viscoélasticité, le plus adapté à la modélisation de l'amortissement dans les systèmes de freinage. On a étudié les modèles à module complexe, de Kelvin-Voigt et de Maxwell généralisé.Dans un second temps, il a fallu trouver une formulation du problème éléments finis adaptée à l'analyse modale. On a alors utilisé une formulation en modèle d'état. Une hypothèse importante concernant l'égalité des pôles du modèle de Maxwell a permis de limiter la taille du modèle tout en simplifiant sa formulation.Enfin, les méthodes mises en place ont été appliquées à une plaquette de frein dans un premier temps et à un frein complet ensuite. Des analyses paramétriques sur le nombre de modes de projection et l'ordre des modèles de Maxwell ont été menées sur ces deux cas test.Dans le cas de la plaquette de frein, on a effectué une analyse modale complexe en prenant en compte la viscoélasticité du matériau de friction. L'objectif était d'obtenir un recalage de la plaquette, en terme de fréquences et d'amortissements, par rapport à une mesure FRF. Dans le cas du modèle de frein complet, on a effectué une analyse modale complexe en prenant en compte la viscoélasticité des matériaux de friction et du "shim".Le modèle de frein a également servi de support à la mise en évidence du lien entre la répartition de l'énergie de déformation dans le frein et l'amortissement observé par analyse modale complexe.Pour conclure, on a développé une méthode de simulation utilisant Abaqus®, Matlab® pour la phase d'analyse modale complexe avec effets viscoélastiques et Python pour l'interfaçage entre Abaqus® et Matlab®. Cette méthode permet de traiter des problèmes d'analyse de stabilité avec la prise en compte de plusieurs matériaux viscoélastiques, sur des modèles de grande dimension, sans surcoût en terme de temps de calcul.

Face à la nécessité d'accroître les performances de mobilité tout terrain de ses véhicules et à sa volonté d'y intégrer désormais des équipements "low cost" provenant du secteur civil, la Société Nexter s'est dotée de démarches de conception sécurisantes, permettant de faire face à ce type de compromis antinomique.Basée sur la capacité d'évaluer rapidement les valeurs des contraintes extrêmes produites sur les structures embarquées, dès le début du cycle de développement du produit, l'originalité de la démarche de conception proposée réside dans le fait qu'elle permet de synthétiser un grand nombre de processus d'excitation stochastique, décrits par le profil d'emploi opérationnel des clients, prendre en compte le caractère aléatoire des excitations concernées, en supposant de surcroît une indépendance statistique des situations stochastiques retenues, et de revenir à un chargement dynamique unique, reproduisant fidèlement les valeurs des contraintes extrêmes des processus concernés, avec un risque de dépassement maîtrisé puisque spécifié.Éprouvée dans le cadre du développement du VBCI (Véhicule Blindé de Combat d'Infanterie), cette démarche de conception dynamique a notamment mis en évidence le caractère peu sécurisant des démarches de conception forfaitaire à caractère statique déployées dans le passé.

New laboratory tests are presented for the experimental evaluation and assessment of the piezoceramic shunted damping (PSD) concept for cantilever Aluminium thin (long) beams bonded symmetrically on their upper/lower surfaces with single pairs of small piezoceramic patches. Following these tests outcome, the PSD efficiency measure is proposed to be the so-called modal effective electromechanical coupling coefficient, which is post-processed from free-vibrations analyses under short-circuit and open-circuit electrodes of the patches. For this purpose, the tests are numerically modelled, analysed, and correlated using ABAQUS® commercial finite element (FE) code. Good tests/models correlations were reached after FE models electromechanical updating. This is attributed to the refined FE models in the sense that they have considered realistic and desirable features such as, electrodes equipotentiality, piezoceramic patches poling orientations (same/opposite), and the corresponding (parallel/series) electric wiring (connections).

Les câbles actuellement utilisés en génie civil, notamment sur les ponts à haubans ou suspendus, sont constitués de fils d'acier cylindriques de diamètre compris entre 3 et 7 mm. Ils sont en acier non ou peu allié de composition proche de l'eutectoïde et sont obtenus par tréfilage à froid. Ils ont une résistance à la traction élevée (supérieure à 1900 MPa) et une faible ductilité.De par leur constitution, les câbles présentent une bonne robustesse en traction et une faible rigidité à la flexion. Cependant, les études conduites ces dernières années ont montré que les principales causes de détérioration des câbles sont liées à la corrosion et aux frottements interfilaires induits par la fatigue.Ces mécanismes de dégradation des câbles sont décrits dans cet article. Les différents moyens de protection des câbles du génie civil ont été initialement développés pour lutter contre la corrosion. Ils se présentent sous la forme de revêtements de type peinture, galvanisation, galfanisation, associées à une lubrification. Certains peuvent cependant avoir aussi des effets sur la fatigue.Les résultats expérimentaux et numériques obtenus sur fils unitaires, présentés dans cet article, montrent clairement l'effet bénéfique de la galvanisation et de la lubrification en termes de durée de vie en fretting fatigue. Cependant, les mécanismes de dégradation dus au fretting fatigue en présence de corrosion ne sont pas totalement connus et font l'objet actuellement d'une étude approfondie.

Plusieurs laboratoires et centres techniques ont commencé à travailler sur la possibilité de réaliser des composés multimatériaux via la Métallurgie des Poudres. Dans un tel cas, ce procédé permet d'éviter le problème de l'assemblage et d'obtenir une production aux cotes. Les compressions dynamique (CGV) et conventionnelle sont deux voies possibles qui pourront être comparées grâce à une presse de laboratoire instrumentée pour l'analyse des phénomènes. Pour certaines poudres, la CGV permet d'améliorer les propriétés à vert et de modifier favorablement les conditions de frittage. La compression est suivie d'un frittage conventionnel. Différents types de poudres (poudres métalliques, poudres dures mais également des poudres céramiques) sont utilisés dans ce projet permettant ainsi de proposer de nombreuses applications. Cette présentation montre les premiers résultats obtenus par le groupe de recherche.

De nos jours, nous assistons à un développement du travail en mode projet qui secaractérise par la mobilisation de compétences multiples. La globalisation des marchésainsi que la réduction des coûts et des délais de développement de nouveaux produits ontconduit à la mise au point d’outils de travail collaboratif assurant la structuration, lesuivi, et la traçabilité des échanges. Cela a induit un accroissement considérable desbesoins de communication inter-applications et de cohérence globale des systèmes supportsdes différents modèles du produit (CAO, calcul, FAO). De part leur forte interdépendance,les deux activités CAO et calcul seront donc amenées à s’édifier sur de nouvellestechnologies émergentes dans les domaines de la modélisation des données (modèle deproduit) et des processus (interopérabilité) afin de pouvoir prendre en compte lamanipulation d’objets hétérogènes (géométrie, sollicitations, maillage, déformation,etc.). En effet, dans un contexte de travail collaboratif, l’intégration numérique de cesdeux activités CAO et calcul, est devenue une des principales préoccupations en CFAO.L’objectif recherché est de favoriser le partage des données sans recopies outransformations manuelles afin de fluidifier les flux d’informations entre CAO et calcultout en garantissant la fiabilité et la traçabilité des données. L’objet de cet articleest de présenter une approche d’intégration numérique et d’interopérabilité des processusde CAO et de calcul mécanique qui consiste à retrouver le modèle CAO déformé à partir d’unmaillage déformé dans la démarche de retour des résultats de calcul éléments-finis vers laCAO.

Cette étude traite des effets du vent latéral sur un modèle simplifié de voiture, appelé le modèle de Willy. Ce modèle sans arête sur la partie avant et avec un culot droit est plus adapté pour l'analyse des séparations instationnaires qui sont limitées au côté sous le vent et au culot. Les simulations sont réalisées à l'aide du code de calcul ISIS-CFD par une approche DES et les résultats sont comparés à des données expérimentales ainsi qu'à des résultats obtenus par une simulation RANSE. Les comparaisons portent sur la pression pariétale, la pression totale ainsi que sur les efforts et moment de lacet.

Les papiers sont des matériaux complexes qui sont constitués essentiellement de fibres cellulosiques. La nature des fibres, généralement issues de bois de feuillus ou de résineux, les opérations d'obtention et les traitements mécaniques, que celles-ci subissent, ont un impact très important sur les structures poreuses obtenues. La porosité des papiers peut ainsi varier de 1 % à 95 % selon les propriétés visées pour leur usage final. Leurs propriétés mécaniques vont en être affectées de manière très importante. En effet, leur résistance mécanique est liée à la qualité des fibres et des liaisons entre ces fibres. En outre, elle est très largement influencée par l'orientation des fibres et l'humidité. L'ensemble de ces facteurs engendre des problèmes de stabilité dimensionnelle (ou plutôt d'instabilité dimensionnelle) des papiers, qui peuvent s'avérer extrêmement problématiques lorsqu'ils sont transformés ou imprimés par exemple. En conséquence, il est important de mieux comprendre les modifications tant structurales que des propriétés mécaniques des papiers induites par des variations d'humidité. Des expériences ont été menées dans ce but sur un papierimpression-écriture. D'autres expériences, basées sur la microtomographie synchrotron, ont été effectuées à l'ESRF, "European Synchrotron Radiation Facility", afin de visualiser, à l'échelle microscopique, la structure fibreuse de ce papier et les évolutions de cette dernière lorsqu'il est placé dans un environnement où l'humidité relative varie.

La technique de simulation des grandes échelles (SGE) est utilisée pour simuler l'écoulement dans un aspirateur de centrale hydraulique à différents points de fonctionnement. La complexité de la géométrie et le haut nombre de Reynolds de l'écoulement nécessitent l'utilisation de méthodes spécifiques. Ainsi, nous avons développé un traitement à la paroi tenant compte à la fois du frottement pariétal mais aussi du gradient de pression. La technique utilisée pour permettre de générer des conditions d'entrée instationnaires réalistes, à partir de données expérimentales, est également détaillée. Les différents régimes d'écoulements résultant de cette configuration sont alors présentés.

Dans cet article, nous présentons une analyse théorique et numérique des problèmesélastoplastiques incrémentaux basés sur la méthode des éléments-finis (MEF) et l’analysenumérique. L’étude est faite sur un matériau élastoplastique parfait obéissant au critèrede von Mises. Le contact avec frottement sec de Coulomb à l’interface outil-pièce est prisen compte et formulé par la méthode du matériau standard implicite (MSI), proposée par DeSaxcé et al., ce qui conduit à un seul principe variationnel de minimum en déplacementpour lequel le contact et le frottement sont couplés dans la fonction bipotentiel nondifférentiable en certains points. En vue de contourner cette difficulté nous proposonsd’utiliser soit la méthode de régularisation soit le lagrangien augmenté avec l’algorithmede projection d’Uzawa. Par contre le problème de couplage est résolu par l’utilisationd’une procédure itérative basée sur la méthode du point fixe.

Lors du développement d'un nouveau véhicule, une phase importante de l'aspect sécurité concerne le dimensionnement de la planche de bord et en particulier de la zone airbag passager. En phase prototype, afin de valider les conceptions, des essais expérimentaux de déploiement airbag sont menés. Parfois, des projections de matière, particulièrement agressives pour les occupants du véhicule, peuvent survenir amenant à la non-conformité du produit. Ces projections peuvent provenir de l'arrachement de matière lors de l'ouverture du volet d'airbag mais aussi de la fracture de celui-ci lors de son impact contre le pare-brise ou la planche de bord. L'objectif de l'étude consiste à proposer un nouveau type de charnière métallique liant le volet à la planche de bord afin de freiner le volet avant son impact avec une autre pièce de l'habitacle. La démarche employée se base sur des conceptions existantes et utilise les codes de calcul éléments-finis afin de déterminer une solution plus robuste, satisfaisant l'ensemble des spécifications croissantes imposées par les constructeurs. La meilleure conception est ensuite prototypée afin de valider expérimentalement la viabilité du produit planche de bord en terme de sécurité habitacle.

Dans cette étude, on présente une contribution à la modélisation expérimentale etnumérique du comportement élastoplastique endommageable anisotrope de tôles destinées à lamise en forme. L’accent est mis sur la localisation des instabilités plastiques induitespar l’anisotropie plastique et l’endommagement. La procédure d’identification desparamètres matériau du modèle de comportement est basée sur une approche inversed’optimisation s’appuyant sur des essais de traction orientés, associée à des simulationsnumériques (Abaqus/Standard et Matlab). La validation de la procédure proposée a pu êtremenée grâce à une confrontation entre simulations numériques et résultats expérimentauxobtenus sur des éprouvettes caractéristiques des tôles minces texturées en acier doux.L’application est ensuite faite à la simulation de procédés de gonflement hydraulique deces tôles avec prévision de l’endommagement ductile. Plusieurs cas en expansion libre(matrices circulaires et elliptiques) et en expansion dans des cavités de matrice serontprésentés et des comparaisons avec les résultats expérimentaux seront réalisées.