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.

Les méthodes mécano-fiabilistes ont démontré leur efficacité dans la prise en compte des incertitudes lors de la conception de systèmes mécaniques. Elles reposent sur une modélisation mécanique du comportement du système vis-à-vis des modes de défaillance et sur une description probabiliste des paramètres incertainsintervenant dans les modèles de comportement. La perte de la fonctionque doit satisfaire un système mécanique résulte de l'occurrencede situations potentielles telles que celles mises en évidence au coursd'une analyse par arbre de défaillance (Perfect FaultTree Analysis – P-FTA), par exemple. L'intérêt d'un tel arbre estd'identifier chaque scénario de défaillance au niveau le plus élémentaire possible. À cette démarche qualitative, nous associons unedémarche quantitative basée sur les méthodes probabilistes defiabilité afin de mesurer l'importance de chaque variable et de chaquecombinaison de variables dans la perte de fonction. Nous proposons donc une méthode d'analyse fiabiliste de systèmes mécaniques au moyend'arbres de défaillance physiques et probabilistes. La méthodologieproposée est illustrée au moyen d'une application concernant larupture d'un arbre de boîte de vitesses.

In this paper, we present an experimental and numerical analysis of the influence of gear center distance variation and misalignment amplitude on dynamic response of single stage spur gear transmission systems. The experimental part is conducted on a specific test bench conceived and constructed at LASEM and composed essentially of a motor, a test gearbox and a receptor. It allows the measurement of the acceleration on the motor and receptor bearing shafts for different values of gear center distances and misalignment amplitudes. The numerical study is based on a 3D non-linear model with 36 degrees of freedom including torsional, flexural and axial displacements of the gear-shaft-bearing system. The equations of motion and the contact problem are solved simultaneously using an original procedure by coupling a normal contact algorithm and a numerical Hilbert-Hughes-Taylor schema. Agreement between measurements and calculations is satisfactory and illustrates the influence of these mounting errors on the dynamic behavior of Narrow-Faced Spur Gear.

Le temps de cycle et la fréquence d'oscillation sont des variables "process" majeurs en technologies avancées de superfinition par toilage. Cet article examine leur rôle en liaison avec les mécanismes physiques activés (coupe, labourage ou glissement). On introduit ainsi une description énergétique du procédé de toilage. Celle-ci exploite la variable d'énergie dissipée pour étudier l'effet du temps de toilage et observer l'influence supposée d'alignement (oscillation axiale de la toile abrasive). Deux régimes de toilage sont identifiés et ainsi discutés.

L'objectif de cette étude est de comprendre et de modéliser le comportement mécanique de divers types de composites(fibres courtes, fibres longues...) par le couplage d'un modèle micro-mécanique et d'un modèle d'endommagement. Le modèle micromécanique permet de déterminer les caractéristiques élastiques du matériau à partir des caractéristiques thermo-mécaniques de la fibre et de la matrice par une technique d'homogénéisation micromécanique. Le modèle d'endommagement, par l'utilisation du couplage plasticité à écrouissage isotrope et/ou cinématique non-linéaire avec l'endommagement, permet la prise en compte de l'évolution des déformations résiduelles et de l'augmentation de la pseudo-limite élastique au cours du chargement

L'optimisation de l'angle de pression dans la transmission Slide-o-Cam est rapportée dans cet article. Cette transmission est basée sur le mécanisme Slide-o-Cam, un mécanisme à cames associées à des galets montés sur une glissière. Dans cette transmission, le mouvement est transmis via un contact de pur roulement sans glissement. Ainsi, les frottements sont moins importants que dans les transmissions à crémaillère ou à vis à billes. L'angle de pression est un indice de performance approprié pour caractériser cette transmission parce qu'il caractérise la force transmise entre une came et un galet. Deux stratégies de conception sont étudiées, à savoir, (i) l'augmentation du nombre de lobes sur chaque came et (ii) l'augmentation du nombre de cames. Cette transmission est conçue pour remplacer les vis à billes actuellement utilisées par l'orthoglide, un robot parallèle à trois degrés de liberté développé à l'École Centrale de Nantes pour des applications d'usinage à grande vitesse.

Les instruments de mesures des courants en mer permettent d'obtenir un nombre d'informations de plus en plus important grâce à des techniques de mesures de plus en plus sophistiquées. En particulier, les mesures ponctuelles de vitesses et de pression permettent d'obtenir des informations sur l'énergie de la houle et sa direction de propagation. Nous avons montré dans ce travail que le caractère partiellement stationnaire des houles réelles peut être mesuré de façon quantitative à partir de données synchrones de vitesse et/ou de pression. Ces capacités sont illustrées par des exemples de mesures à partir de différents appareils immergés en zone littorale (S4, ADV, ligne de capteurs de pression).

Divers échantillons de composites à base de bois ont été étudiés du point de vue de leur comportement à l'usinage, de la qualité des surfaces produites et de leurs caractéristiques densitométriques. On a mis en évidence, l'influence de la densité et des conditions de coupe à travers Em (épaisseur moyenne du copeau) de ces panneaux sur les puissances et efforts de coupe, mais aussi la liaison de ces efforts avec la variation de la rugosité de surface de chants usinés, représentée par l'écart moyen Ra qui tient compte de la moyenne arithmétique des rugosités détectées le long d'un profil mesuré.

Cette étude s'inscrit dans la suite de l'analyse du champ des contraintes dans des composites stratifiés croisés symétriques endommagés de type [0m, 90n]s sollicités par un chargement uni-axial dans leur plan. Le résultat de la répartition des contraintes a conduit à la décomposition d'un critère énergétique en vue d'étudier la contribution des différentes composantes du tenseur des contraintes au taux de restitution d'énergie. À partir de cette approche, l'étude des mécanismes d'endommagements est présentée pour les différents modes de rupture. Cette approche doit contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes d'endommagements par fissuration et par délaminage.

Ce travail fait suite à une première étude publiée en 1992 dans la revue statistique appliquée [P. Lyonnet, J. Fauchon, Comparaison de la méthode d'estimation des rangs dans le cas de données fortement censurées proposée par Johnson et de celle proposée par P. Lyonnet, Revue de Statistique appliquée XXXX (3) (1992) 73–78] et concernant les données censurées que l'on rencontre en milieux industriels. En effet la détermination des modèles de durées de vie des composants mécaniques s'établit à partir de ce type d'échantillon, les méthodes de traitement des données censurées doivent par conséquent être robustes. Une première approche de calcul des rangs après censures venant compléter l'approche faite par Johnson L. [L. Johnson, The statistical treatment of fatigue experiment, Elsevier Publishing Company, 1964] avait été développée par LYONNET P. et validée à partir d'échantillons simulés. Une version plus ergonomique de cette méthode est proposée ici "MER(2)", ainsi que la présentation d'une nouvelle approche consistant à remplacer les censures par des durées fictives obtenues à partir du calcul de l'espérance de vie résiduelle "MDF", les résultats sont comparés et analysés.

Nous proposons dans notre article, la confrontation entre un modèle de lubrification mixte et une étude expérimentale sur le comportement au frottement lubrifié d'une denture d'engrenage droit, effectuée sur un tribomètre pion disque. La configuration de la machine ainsi que les éprouvettes ont été adaptées pour l'étude du contact linéaire hertzien cylindre sur plan. Les travaux ont été menés sur quatre lubrifiants de différentes viscosités avec trois niveaux de pression. Les résultats montrent la convergence partielle ou totale entre le modèle et l'étude expérimentale.

En tribologie, un moyen de progresser efficacement dans la compréhension des phénomènes de couplage mécanique/thermique/environnemental sur la réactivité au niveau des surfaces et des interfaces est l'expérimentation où les conditions de contact sont parfaitement contrôlées (en termes de pression partielle d'oxygène, d'humidité ou sous vide, et de température). Pour cela, un tribomètre environnemental a été développé. L'objet de cet article est d'exposer les solutions technologiques adoptées, de présenter l'instrumentation (capteurs de force, de déplacement, de pression, de température, de résistance de contact, analyseur de gaz in situ), et de décrire les performances de ce prototype.

Cette étude traite de la simulation numérique desécoulements à haute enthalpie en non-équilibrethermochimique. La résolution des équations2D-axisymétrique de Navier-Stokes permet de prévoirnumériquement la structure d'un écoulement réactif,partiellement ionisé. La méthode numérique repose surune formulation de type volume fini couplée à l'approcheMUSCL-TVD et est associée à un solveur de Riemann.L'intérêt est porté sur la contribution desdifférents phénomènes de non-équilibre sur le fluxde chaleur et les paramètres thermodynamiques.L'écoulement est externe et s'effectue autour du nez d'unsphère-cylindre se déplaçant avec des nombres de Machcompris entre 15 et 18. Les résultats obtenus sont en bonaccord avec lesvaleurs prédites par d'autres simulations et les données expérimentales.

L'objectif de cette étude expérimentale est d'établir la distribution des propriétés mécaniques et morphologiques à travers la paroi d'un tube de transport du gaz naturel en polyéthylène de haute densité (HDPE). L'approche proposée utilise un filament continu et uniforme, automatiquement usiné du tube à faible vitesse de coupe et à profondeur de passe optimale afin de réduire le flux de chaleur ainsi que les modifications structurales. Des courbes typiques (σ−ε), dans chaque couche, sont obtenues sur une machine d'essai conçue pour les polymères et sont statistiquement analysées. Elles montrent que le comportement mécanique du tube en HDPE est pratiquement divisé en 3 zones distinctes dont la seconde reste la plus étendue. Le niveau de contrainte moyen exprimant l'étirage à froid pour une couche donnée est presque constant à travers l'épaisseur du tube. Les contraintes et le module d'élasticité donnent de très bonnes corrélations avec l'épaisseur indiquant une augmentation de la surface externe vers les couches internes. Ceci est expliqué par l'évolution de cristallinité durant le procédé de production faisant appel à un refroidissement échelonné dans le temps et qui génère des contraintes résiduelles. Les corrélations statistiques à l'écoulement plastique, au début de l'étirage à froid et à la rupture indiquent des relations linéaires acceptables pour une probabilité d'erreur p ≤ 0,05. D'autre part, une corrélation linéaire croissante caractérise la relation entre la contrainte limite et le module d'élasticité. Ce résultat est confirmé dans la littérature pour des éprouvettes standards obtenues par moulage en compression.

L'analyse vibratoire permet d'appréhender l'état de fonctionnementde machines tournantes. Le signal, enregistré par desaccéléromètres, peut contenir, simultanément, des informations deplusieurs composants rendant difficile l'interprétation de l'état del'un d'entre eux. Dans ce cadre les problèmes inverses s'avèrentêtre un outil intéressant. Ils permettent de revenir à l'informationoriginale à partir d'observations. Leurs instabilités nécessitent ungrand nombre d'observations face au nombre de sources, et demandentl'emploi de méthodes dites de régularisation. Cependant unerégularisation signifie une perte d'information, et l'emploi d'unsystème surdéterminé entraîne une qualité de l'information moindre.Cet article propose de pallier à ces problèmes en optimisant laposition des capteurs de vibration afin de rendre l'inversion laplus exacte possible. Cette optimisation sera obtenue d'une part parune approche numérique, qui nécessite un recalage du modèle, etd'autre part par une approche expérimentale, grâce à l'analysemodale.

L'objectif de l'étude est de caractériser thermiquement des nouveaux matériaux, utilisés dans les protections thermiques : les matériaux thermo-dégradables. À cet effet, des moyens de mesure répondant aux spécificités, intrinsèques et d'utilisations, des matériaux thermo-dégradables ont été développés par l'onera.

Ce travail fait suite à l'étude théorique de la réponse d'un système plaque-liquide infini, soumis à un champ de pression uniforme se déplaçant avec une vitesse constante [J. Renard, A. Langlet, O. Pennetier, Response of a large plate-liquid system to a moving pressure step. Transient and stationary aspects, J. Sound and Vibration 265 (2003) 699–724].Dans la première partie de cet article, après avoir rappelé les équations du problème, on applique la méthode numérique établie dans la référence précédente pour calculer la réponse dynamique couplée au champ de pression créé par une détonation.Dans la deuxième partie, on présente le montage expérimental grâce auquel la mesure des déformations sur une plaque reposant sur de l'eau permet de caractériser la réponse dynamique du système à une détonation.L'objectif principal de cet article est de montrer que la modélisation du couplage fluide-structure qui a été effectuée, décrit convenablement la réponse observée, en particulier les ondes accompagnant le front de chargement.

Dans cet article, on étudie numériquement la propagation des ondes de déformations linéaires dans les ressorts hélicoïdaux dues à un chargement axial. La modélisation mathématique consiste en un système linéaire de deux équations aux dérivées partielles de type hyperbolique représentant les équations de quantité de mouvement du ressort. Les méthodes numériques des caractéristiques et des différences finies de Lax-Wendroff sont utilisées pour la résolution de ce système. Les résultats obtenus ont permis d'examiner la propagation des ondes de déformations et de vitesses axiales et angulaires et d'analyser leurs évolutions en différentes sections du ressort. Pour valider la fiabilité de cette modélisation, les résultats issus de ces deux méthodes ont été confrontés avec succès à la solution analytique du problème étudié. Pour mettre en évidence l'influence des caractéristiques mécaniques du ressort sur l'évolution de ces ondes, différents matériaux ont été considérés. On a constaté que deux ressorts, constitués de deux matériaux différents, peuvent avoir le même comportement dynamique comme ils peuvent avoir un comportement dynamique différent.

Dans ce travail, nous proposons un modèle non-linéaire de retour à l'isotropie de la corrélation pression-température suivant un développement à ordre cinq du tenseur anisotrope de Reynolds $\mathaccent"017E{b}$. Ce modèle est un essai d'extension du modèle récent de Chung et Kim pour la corrélation pression-déformation. L'étude de stabilité des états d'équilibre d'une turbulence homogène évoluant en l'absence de gradients moyens, conduit à une condition simple sur l'un des coefficients du modèle proposé. De plus, une étude de réalisabilité est effectuée. Nous montrons qu'une condition suffisante de réalisabilité du modèle proposé est obtenue en exprimant ses coefficients en fonction de ceux du modèle de la corrélation pression-déformation. Enfin, une simulation numérique sur la base de résultats de simulation numérique directe de Iida et Kasagi a montré que le modèle proposé assure une meilleure prédiction de la turbulence thermique par rapport au modèle classique de Rotta.

Les transferts par convection naturelle sont fréquemment utilisés dans les différents procédés et sont également rencontrés dans diverses situations dans la nature. Afin d'améliorer ces transferts sans modifier la géométrie, il est possible de perturber l'écoulement d'origine par un obstacle poreux le long du trajet de l'écoulement principal. Cet obstacle modifie la structure de l'écoulement et affecte les transferts locaux. Cette modification est plus prononcée dans une configuration cylindrique au vu de la dissymétrie des écoulements résultants. La variation temporelle du transfert de chaleur est analysée pour différentes courbures et différentes valeurs du nombre de Darcy dans le milieu poreux. Cela nous permettra d'étudier les trois configurations : l'absence de l'obstacle (cas fluide), sa présence (bloc solide) et le cas intermédiaire du bloc poreux. Les conditions nécessaires pour améliorer le transfert dans chaque configuration sont illustrées.