Dans cet article, les effets combinés de la rugosité de surface et de la rhéologie dulubrifiant additivé sur les performances hydrodynamiques d’un patin plan incliné sontétudiés au moyen de la méthode d’homogénéisation. La surface du patin contiguë au film estsupposée fixe et rugueuse tandis que la surface inférieure mobile est parfaitement lisse.Le modèle de fluide polaire ou à couple de contrainte de V.K. Stokes est adopté pourdécrire le comportement rhéologique du lubrifiant s’écoulant entre les deux surfaces. Lesétudes de simulation sont effectuées en considérant trois formes de rugosités(transversales, longitudinales et anisotropes) et différentes valeurs du paramètre decouple de contrainte. La comparaison des solutions obtenues par les méthodes déterministeet d’homogénéisation a permis de conclure que la méthode d’homogénéisation est efficacepour les trois formes de rugosité envisagées. Les résultats de l’étude paramétriqueeffectuée montrent que les rugosités de surface et les couples de contraintes dus à laprésence des additifs polymériques dans le lubrifiant ont des effets non négligeables surles performances hydrodynamiques du contact, à savoir : le champ de pression, la capacitéde charge, le nombre de frottement et la puissance dissipée.

La résistance à la déchirure ductile des aciers est souvent caractérisée par des courbesexprimant la variation d’un paramètre global (ouverture en pointe de fissureδ, force d’extension de fissure J) en fonction del’accroissement de fissure Δa. Cet article rappelle les problèmes detransférabilité posés par ces mesures et identifie les facteurs qui la compliquent pourles joints soudés. Il donne des recommandations pour la détermination expérimentale de larésistance à la déchirure des joints soudés.

Cet article prsente une application de la recherche de forme aux gilets de sauvetagegonflables. La recherche de forme est le nom gnrique dsignant le processus de conceptionde la forme globale des structures lgres instables telles que les structures gonflables.L’tat d’quilibre statique des gilets gonflables est recherch pour analyser leur forme, levolume contenu et la localisation des zones de plis. La mthode de relaxation dynamiqueavec amortissement cintique permet d’viter le problme de singularit de la matrice deraideur et le problme d’instabilit locale dans les zones de plis. Sa rapidit deconvergence est trs dpendante de la formulation de la matrice des masses. Dans cetarticle, plusieurs expressions des masses sont testes et leurs performances compares entreelles sur un cas de gilet de sauvetage gonflable.

La cyclostationnarité, propriété propre aux processus dont les caractéristiques évoluentcycliquement au cours du temps, offre un cadre particulièrement adapté à l’analyse denombreux signaux acoustiques et vibratoires. Après avoir rappelé les spécificités del’approche cyclostationnaire dans le contexte mécanique, nous montrons à travers plusieursexemples les possibilités qu’elle autorise dans des domaines d’application liés audiagnostic des machines, à l’identification des systèmes mécaniques et à la séparation desources vibro-acoustiques.

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.

Ce travail s’inscrit dans le cadre de la simulation de la mise en forme de matériauxcomposites. Le cas traité ici est celui du préformage des interlocks. Il s’agit derenforts textiles 3D permettant d’éviter le délaminage rencontré avec des stratifiés. Unélément-fini 3D semi-discret permettant de modéliser la déformation d’une préformeinterlock complète est décrit. Chaque élément tridimensionnel contient des fibres quicontribuent à la rigidité de l’élément. Les paramètres matériaux sont identifiés à partird’essais mécaniques et la simulation est validée par comparaison avec l’expérience.

Ce travail présente l’étude du comportement dynamique d’un système soumis à desinstabilités de type Sprag-Slip générées par du frottement. La mise en équation de cesystème conduit à un système d’équations différentielles non linéaire. Dans un premiertemps, une approche déterministe du comportement est réalisée : la résolution classique deces équations différentielles permet de déterminer le comportement dynamique du systèmeétudié, ainsi que sa sensibilité aux différents paramètres. Dans un second temps, uneanalyse par intervalle permet de prendre en compte la dispersion du coefficient defrottement pour l’intégration des équations différentielles. L’objectif est d’obtenir unemodélisation robuste du comportement dynamique de systèmes frottants.

Face au réchauffement climatique lié à l’effet de serre, les constructeurs automobilespoursuivent leurs efforts dans la réduction des émissions de CO2. Le ticketd’entrée pour répondre à ces contraintes, tout en réduisant les coûts d’investissement,est d’optimiser les technologies de finition des fûts de carter cylindres des moteurs.Toutefois, l’acceptation des surfaces issues de ces technologies de finition, notamment lerodage, est pilotée par un contrôle visuel associé à des critères empiriques d’état etaspect de surface. Le but du présent travail est de proposer une méthodologie objective decaractérisation de la qualité de surface, basée sur une analyse multi-échelle de latexture. Différents critères de topographie et d’aspect de surface ont été définis. Ilsont été appliqués pour l’étude de l’impact de la vitesse d’expansion des rodoirs sur lesvariations de la qualité de surface obtenue. Des essais instrumentés ont été menés, afinde suivre l’évolution des paramètres physiques relatifs au rodage, tels que les énergiesspécifiques requises à chacune des configurations. Cette étude démontre le potentiel de laméthode développée à définir des corrélations objectives entre les paramètres process etla qualité de surface après rodage.

Rolling bearing is probably the most widely used component in rotating mechanicalequipments and its condition monitoring and fault diagnosis to prevent the occurrence ofbreakdown is growing in interest since many years. Vibration signal based methods are themost popular and have been adopted in many kinds of condition monitoring systems. Startingin the early 60, an immense range of different methods has been proposed on this basis, toperform diagnosis, fault identification and classification of bearing faults. Among theothers, one typical approach consists in deep analysis of the most informative frequencyrange output of the system under test; the identification of this band is notstraightforward because the fundamental task consists in finding out the band which is themost informative in contents which, in turn, might not be corresponding to that one of themaximum response, as claimed by some authors. In this paper, Spectral Kurtosis and SupportVector Machine are analysed and compared and it is shown that they typically reach similarresults, in spite of their totally different approach. A brief description of both methodsis given and laboratory data are analysed from a lab rig which uses spare parts of a fullsize power transmission gearbox, designed by AVIO. By taking advantage of thesecomparisons, the analyses are conducted using classical indicators applied to the specificbands suggested by previous analysis such as the RMS and other statistical quantities.Multi dimensional graphs are reported to show the reliability of the obtained results.

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.

An emerging research topic in civil engineering is the dynamic interaction between crowdsand structures. Structures such as footbridges, which oscillate due to the crossing of agroup of pedestrians, or stands within stadia or concert halls, which vibrate due to therythmic movement of the audience are of particular interest. The objective of this studyis twofold: modelling the movement of pedestrians with consideration ofpedestrian-pedestrian, and pedestrian-obstacle interactions, and the incorporation of apedestrian-structure coupling in the previous model. Frémond’s model, which allows us tosimulate the movement of an assembly of particles and accounts for collisions amongconsidered rigid particles, is presented and adapted to the crowd by giving a willingnessto the circular particles, which allows each pedestrian to move according to a giventarget. To handle the crowd-structure interaction in the case of lateral oscillations offootbridges, the Kuramoto differential equation governing the time evolution of thelateral motion of each pedestrian is implemented in the previous model. Preliminaryresults obtained from numerical simulations are presented and discussed.

The long-period components in earthquake ground motions, which attenuate gradually withdistance, can induce sloshing waves in the liquid containment tanks although they arelocated far away from the seismic source. The resulting sloshing waves generate additionalforces impacting the wall and roof of the tanks and may cause extensive damage on the tankstructure. Numerous examples of tank damages due to sloshing of fluid have been observedduring many earthquakes. Nevertheless, the effect of sloshing is usually primitivelyconsidered in most of the seismic design codes of tanks. On the other hand, the derivationof an analytical solution for the sloshing response of a liquid storage tank subjected toharmonic excitation includes many assumptions and simplifications. Most of the analyticalsolutions in the recent literature assumed the containing liquid to be invicid,incompressible and irrotational, and the tank structure to be an isotropic elastic platewith uniform stiffness, mass and thickness. Even though, experimental works are necessaryto study the actual behavior of the system, they are time consuming, very costly andperformed only for specific boundary and excitation conditions. However, appropriatenumerical simulation using fluid structure interaction techniques can be used to predictthe hydrodynamic forces due to the high-speed impacts of sloshing liquid on a tank walland roof. These simulations can reduce the number of experimental tests. The nonlinearfinite element techniques with either Lagrangian and/or Eulerian formulations may beemployed as a numerical method to model sloshing problems. But, most of the Lagrangianformulations used to solve such problems have failed due to high mesh distortion of thefluid. The arbitrary Lagrangian Eulerian techniques are capable of keeping mesh integrityduring the motion of the tank. In this study, an explicit nonlinear finite elementanalysis method with ALE algorithm is developed and sloshing phenomenon is analyzed. Theanalysis capabilities of the method are explained on a technical level. Although, thedeveloped numerical procedure is applicable to deformable structures, the accuracy of themethod is validated with the existing analytical formulation derived from potential flowtheory as well as the experimental data carried out on rigid tanks when subjected toharmonic and earthquake ground motions. High consistency between numerical andexperimental results in terms of peak level timing, shape and amplitude of sloshing wavesis obtained not only for non-resonant excitation but also for resonant frequencymotion.

Afin d’optimiser la sécurité des usagers de la route, les constructeurs automobiles ontde plus en plus recours à des modèles virtuels de l’être humain. Pour accroître labio-fidélité de ces modèles, nous nous proposons d’identifier le comportement mécaniquedes tissus osseux, et plus particulièrement celui de l’os trabéculaire. Après acquisitionpar micro-tomographie de l’architecture d’échantillons d’os spongieux, des essaismécaniques de compression sont menés. L’influence des variabilités inter etintra-individuelles est étudiée afin de minimiser la dispersion des résultats. Des modèlesnumériques obtenus à partir des données micro-tomographiques sont ensuite générés afind’étudier l’influence des principales propriétés architecturales sur le comportementmécanique du tissu trabéculaire. Les résultats expérimentaux et numériques obtenus mettenten évidence la nécessité de prendre en compte l’effet des variabilités inter etintra-individuelles afin d’identifier précisement le comportement mécanique de l’ostrabéculaire. Si la densité relative apparait comme un paramètre prépondérant justifiantdes variations mécaniques constatées, elle ne permet pas d’expliquer les différences decomportement observées selon la direction de chargement.

L’expérience a démontré que la fissure fatale n’est pas nécessairement la plus granderelevée à un moment donné de la fatigue d’un matériau et qu’elle peut être la résultanted’autres microfissures. Ainsi, le dommage (par fatigue) est souvent associé audéveloppement et à la croissance de microfissures en surface. L’avantage de considérer unepopulation de fissures comme facteur physique d’endommagement est que les longueurs defissures et leur nombre sont des données quantifiables qui peuvent être mesurées ensurface du matériau. La présente étude est conduite dans ce sens et vise à caractériserl’endommagement et son évolution par la mesure de la densité de fissures en surface. Unmodèle numérique, basé sur des principes aléatoires de génération de fissures, de leurpropagation et de leur interaction mutuelle, est proposé. Il est ensuite appliqué dans lecas du 316L à température ambiante et pour des déformations plastiques égales à8 × 10-3, 4 × 10-3 et 8 × 10-4.

L’étude porte sur la modélisation thermomécanique de dépôts de zircone obtenus parprojection plasma sur substrat en acier inoxydable avec une sous-couche intermédiaire enNiCrAlY. Ces dépôts sont utilisés pour la réalisation de barrières thermiques.Typiquement, un dépôt de quelques centaines de micromètres induit une diminution du niveaude température du substrat de quelques centaines de degrés suivant le flux thermique. Lasous-couche de NiCrAlY permet une adaptation des valeurs des coefficients de dilatationentre le substrat et le dépôt et assure une transition favorisant ainsi l’adhérence finaledu dépôt. Un modèle avec prise en compte des propriétés élastiques est développé au seindu logiciel industriel ABAQUS basé sur une approximation éléments-finis permettant uneétude paramétrique de cette technique.

Un modèle numérique permettant d’étudier l’influence du comportement élastiquenon-linéaire des conduites dans les écoulements transitoires avec cavitation de vapeur estprésenté. L’application des lois de conservation de la masse et de la quantité demouvement aboutit à un système de deux équations aux dérivées partielles de typehyperbolique qui se résout numériquement par un schéma prédicteur-correcteur auxdifférences finies conservatif. Par analogie avec la loi de Henry pour le dégazage del’air dissous, une quantité de vapeur se dégage dès que la pression devient inférieure àla pression de vapeur du liquide. Pour mettre en évidence l’interaction fluide-structure,une relation liant la pression à la section de la conduite a été introduite. Les résultatsobtenus permettent d’étudier l’influence de la déformation de la paroi de la conduite surl’évolution des phénomènes de coup de bélier et de cavitation de vapeur. La formulationmathématique présentée est validée en comparant ces résultats à ceux expérimentaux tirésde la littérature.

This paper approaches a novel technique to estimate cable tension simply based on itsvibration response. The vibration response has been quite extensively adopted in the pastdue to its simplicity and, mainly, because the inverse approach allows the tensionestimation with the cable in its original site. A first tentative approach consists inusing a certain number of experimentally measured natural frequencies to be introduced inthe theoretical vibration formula; this formula, however, involves also the cable length,the cable mass per unit length and its flexural rigidity. Unfortunately, some problemsarise in its application to real structures, such as the case of suspended andcable-stayed bridges, because the exact cable length cannot be measured (it appears at thefourth exponent in the vibration formula); moreover section and weight can be estimatedwithin a certain degree of accuracy, whilst the boundary conditions are often defined withdifficulty. A novel extension of the method is here proposed, which takes advantage from amoving mass travelling on the cable. This is the case occurring when cables are verifiedwith magnetic-based technology to detect rope faults and cross section reduction. In thisway, the extracted natural frequencies are varying with time due to the moving load, andhence they have to be extracted adopting a time-varying approach. Although someapproximation linked to the shape modification must be introduced, a simple iterativeprocedure can be settled, by considering the cable length as an unknown. An estimation ofthe equivalent length is given, and successively this value is used to obtain anestimation of the cable tension.

On s’intéresse au problème de l’optimisation multidisciplinaire, lorsque les disciplinessont prises en compte par des critères qui sont des fonctionnelles de solutionsdistribuées d’équations aux dérivées partielles. Pour le cas de deux disciplines, onpropose une stratégie dans laquelle l’optimisation est décomposée en deux phases : (a) unephase d’optimisation coopérative au cours de laquelle les critères sont améliorés à chaqueitération, et (b) une phase d’optimisation concurrentielle réalisée par un jeu de Nashassocié à un partage adapté des variables.

L’encollage est un apprêt spécifique qui permet de conférer aux fils de chaîne unerésistance mécanique leur permettant de supporter les contraintes du tissage sansdétérioration. Cet apprêt doit en outre être éliminé à la fin du tissage avantl’ennoblissement et la pollution correspondante représente pratiquement 50 % des rejets duteinturier. Depuis quelques années est apparue une technique qui consiste à imprégnerd’eau les fils de chaîne avant de les foularder avec la solution de colle. On réduit ainsila quantité de colle employée mais que se passe-t-il pour la mécanique des fils ? Il estsurprenant de constater que cette pré-imprégnation conduit avec moins de colle à desproduits ayant un meilleur module de Young et un retour élastique plus important lorsd’essais de fatigue. Nous avons ainsi lors d’examens microscopiques pu constater que cesrésultats étaient dus à des points de colle plus « étalés ». Les essais de caractérisationphysico-chimiques ont montré que cet étalement est dû à deux paramètres : on a une collequi se dilue d’où une viscosité plus faible et surtout simultanément nous avons augmentéla tension de surface du fil en introduisant de l’eau entre les fibres d’où un meilleurmouillage. Un deuxième paramètre au moins aussi important est la diminution de la pilositédu fil encollé avec pré-mouillage.

For a controlled structure, the changes of physical characteristics like naturalfrequencies, modal damping coefficients, and what’s more on mode shapes will destabilizethe controlled system. To keep the control performance and guarantee its robustness, a newmodal control method using real-time identification is proposed to overcome theinstability of controlled structure, especially induced by the inversion of mode shape. Inthis paper, a modal model of time-varying mechanical structure is supplied by anidentifier. The choice of the kind of control permits to use this time-varying model foroptimizing and self-adapting the controller. In order to supply the controller, a modalobserver is used and also updated. For illustrative purpose, this proposed methodology iscarried out on a simple but representative time-varying mechanical structure. On thisexample, an inertia modification leads not only to low modal frequency shifts but also toinversion of a mode shape. This mode shape inversion is shown to destabilize thecontrolled structure when the control system is not updated. The overall procedure will bedescribed through simulations and performed for different operating conditions, which willprove that mode shapes have to be precisely determined and updated in the controller andobserver to guarantee a robust modal control with high performances in spite of thechanges of structure.