Dissertations / Theses: 'Coke – Propriétés mécaniques – Modèles mathématiques'

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Majidi, Behzad. "Discrete Element Method Applied To The Vibration Process Of Coke Particles." Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/29386/29386.pdf.

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Abstract:

Les propriétés physiques, mécaniques et chimiques des matières premières ont un effet majeur sur la qualité des anodes en carbone pour le procédé de production d’aluminium. Ce travail tente d’étudier la faisabilité de l’application de simulation de la Méthode des Élément Discrets (DEM) à la technologie de production d’anodes. L’effet de la forme des particules et de la distribution de leurs tailles sur la densité apparente vibrée (VBD) d’échantillons de coke sec est étudié. Les particules de coke sont numérisées en utilisant des techniques d’imagerie à deux et trois dimensions. Ces images donnent les formes et les aspects réels des particules qui sont utilisées pour les modèles DEM pour les tests VBD pour le codage de flux de particules (PFC). Le coefficient de friction interne des particules de coke est estimé par la méthode de mesure d’angle au repos. Les résultats ont montrés comme attendu, que la VBD des échantillons de coke est affectée par la forme et la distribution de taille des particules. Les simulations à deux dimensions ont confirmé qu’en général, les échantillons formés de particules de tailles poly-dispersées ont une VBD plus haute que ceux dont la taille des particules est mono-dispersée. De plus, la VBD des échantillons augmente lorsque la fraction de grosses particules augmente. Cependant, la présence de 10 % massique de particules fines est nécessaire pour remplir les pores entre les grosses particules. De même pour la simulation 3D, le modèle suit la tendance des données expérimentales montrant que dans une éprouvette de 2,9 cm de diamètre, l’augmentation de la quantité de particules de - 4+6 mesh (de 3,36 à 4,76 mm) engendre une augmentation de la VBD. En conclusion, un modèle DEM approprié est capable de prédire le réarrangement des particules et l’évolution de la densité pendant le processus de vibration.
Physical, mechanical and chemical properties of raw materials have considerable effects on quality of carbon anodes for aluminium smelting process. The present work attempts to investigate the feasibility of application of Discrete Element Method (DEM) simulations in anode production technology. Effects of coke particles shape and size distribution on vibrated bulk density (VBD) of dry coke samples are studied. Coke particles are digitized using two-dimensional and three-dimensional imaging techniques and real-shape particles are used in DEM models of VBD test in Particle Flow Code (PFC). Internal friction coefficient of coke particles were estimated by means of angle of repose tests. Results showed that, as expected, VBD of coke samples is affected by shape and size distribution of the particles. Two-dimensional simulations confirmed that in general, mixed-sized samples have higher VBD than mono-sized cokes and as the fraction of coarse particles increases vibrated bulk density increases. However, existence of 10 wt.% of fine particles to fill the pores between coarse particles is essential. For 3D simulations also, the model follows the trend of experimental data showing that in the container of 2.9 mm diameter, as the content of -4+6 mesh (3.36-4.76 mm) particles increase, VBD increases. It can be concluded that a well-tailored DEM model is capable of predicting the particle rearrangement and density evolution during the vibration process.

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Shao, Jianfu. "Etude du comportement d'une craie blanche très poreuse et modélisation." Lille 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LIL10125.

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Abstract:

On étudie le comportement mécanique d'une craie blanche très poreuse et on en propose une modélisation. On se limite aux sollicitations statiques et quasi-monotones à pression hydrostatique moyenne et élevée. Les lois de comportement de la craie et les paramètres introduits dans le modèle sont déterminés à partir d'essais de compression isotrope et triaxiale de révolution jusqu'à des pressions de confinement de 50 MPa. Des essais de sollicitations proportionnelles et triaxiales d'extension latérale sont réalisés puis simulés à l'aide du modèle. On utilise un programme de calcul par la méthode des éléments finis pour étudier le comportement de la craie

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Tchamba, Jean Claude. "Contribution à l'étude expérimentale du comportement des matériaux cimentaires au jeune âge : pression, rhéologie et perméabilité." Lorient, 2008. http://www.theses.fr/2008LORIS112.

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Abstract:

L’avènement des Bétons Autoplacants a apporté d’importantes évolutions dans le secteur du Bâtiment et des Travaux Publics, notamment l’apparition de coffrages complexes destinés à recevoir les volumes importants de béton. Cependant, les outils de caractérisations expérimentales encore empiriques n’ont pas connu le même essor et se cherchent encore. Le travail réalisé est une contribution expérimentale permettant de caractériser le comportement des matériaux à matrice cimentaire à l’état frais notamment les BAP. L’objectif est de suivre l’évolution des contraintes de structuration et des paramètres intrinsèques (particulièrement le seuil de cisaillement) de ces matériaux avant, pendant et après la mise en œuvre. Des expérimentations de pressions interstitielles couplées à de la rhéologie ont été effectuées sur des pâtes de ciment et des bétons à température constante (20°C). Les mélanges étudiés ont été fabriqués avec le même ciment. L’approche consiste entre autre à croiser les résultats obtenus à l’aide d’une colonne coffrante, d’un rhéomètre de laboratoire pour mieux cerner le comportement des matériaux testés. Une première campagne d’essais a permis de s’intéresser aux problèmes de reprises des contraintes de cisaillement aux parois à l’aide de trois dispositifs pour déterminer les contraintes de structuration. Un essai sur colonne permettant de mesurer la pression interstitielle et la pression verticale est réalisé. De plus, une étude portant sur les contraintes aux interfaces a été menée en s’appuyant sur l’évolution de la masse apparente d’une plaque immergée dans les matériaux étudiés. Enfin, des essais de mesure de retrait endogène ont été menés en parallèle avec les essais sur la colonne. Dans un second temps, un rhéomètre rotatif, à géométrie Vane couplé à des capteurs de pressions interstitielles a été développé pour décrire les caractéristiques rhéologiques de ces matériaux. Le but est de suivre l’évolution de l’aptitude à l’écoulement du matériau. Dans ce contexte, l’évaluation des paramètres intrinsèques selon le modèle de Bingham a été réalisée. Les résultats montrent l’influence des paramètres de la composition sur les propriétés rhéologiques. Enfin, du fait de notre interrogation sur l’évolution des propriétés de transfert lorsque le matériau frais est au repos, une campagne expérimentale visant à caractériser la perméabilité d’une pâte de ciment fraîche par le biais d’essai œdomètrique et de filtration est présentée. Nous mesurons ainsi précisément les tassements du matériau sous charge en conditions drainantes ainsi que l’évolution des perméabilités lors de la maturation d’une pâte de ciment
The advent of the Self Compacting Concretes brought important evolutions in the sectors of building behaviour of materials with cementing matrix in a fresh state in particular self compacting concrete. The objective is to follow the evolution of the constraints of structuring and the intrinsic parameters (particularly the threshold of shearing) of these materials, before, during and after the implementation. Experiments of pore water pressures coupled with rheology were carried out on pastes cement and concretes at constant temperature 20° C. The studied mixtures were manufactured with same cement. The approach among other things consists in crossing the results obtained using a casing column, of a rheometer of laboratory for better determining the behaviour of materials tested. A first trial run made it possible to be interested in the problems of recoveries of shear stresses the walls using three devices to determine the constraints of structuring. A test on the column making it possible to measure the pore water pressure and the vertical pressure is carried out. Moreover, one study relating to the constraints with the interfaces was undertaken while being based on the evolution of the apparent mass of a plate immersed in studied materials. Lastly, the dimensional checks of endogenous withdrawal were carried out in parallel with the tests on the column. In the second time, a rotary rheometer, with Vane geometry coupled to interstitial pressure pick-ups was developed to describe the rheological characteristics of these materials. The aim is to follow the evolution of the flow property of material. In this context, the evaluation of the intrinsic parameters according to the model of Bingham was carried out. The results show the influence of the parameters of the composition on the rheological properties. Lastly, because of our interrogation on the evolution of the properties of transfer when the fresh material is at rest, an experimental campaign aiming at characterizing the permeability of a cement paste fresh by device of test oedometric and filtration is presented. We thus precisely measure compressing of material under load in conditions draining as well as the evolution of the permeabilities during the maturation of a cement paste

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Chakravarty, Somik. "Mechanical properties of cohesionless and cohesive bulk solids : transition from non-cohesive to cohesive powders." Thesis, Compiègne, 2018. http://www.theses.fr/2018COMP2423.

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Abstract:

La manutention et la mise en œuvre des matériaux granulaires libèrent de fines particules de poussière qui, dans un contexte professionnel, peuvent gravement affecter la santé et la sécurité des travailleurs, ainsi que le fonctionnement global de l'installation. L’émission de poussières et la capacité d'un matériau à libérer des particules de poussière, dépendent de plusieurs paramètres relatifs au matériau mais aussi au procédé. Ces émissions sont généralement mesurées par des tests d'empoussièrement à l'échelle du laboratoire. Ces tests reposent principalement sur des études expérimentales et manquent de capacité prédictive fiable en raison d'une compréhension limitée des mécanismes mis en jeu et des interactions complexes entre particules, paroi et fluide, survenant simultanément pendant la génération de poussières. Dans le cadre du projet EU ITN T-MAPPP, cette thèse utilise des approches expérimentales et statistiques pour comprendre les mécanismes de génération de poussières en étudiant: a) les effets des caractéristiques des particules et poudres en vrac sur l’émission de poussières; b) la nature et l'ampleur des interactions entre particules, entre particules et parois, et entre particules et fluides; c) l'évolution de l'empoussièrement et des mécanismes de génération pour des applications de poudre de longue durée. Les résultats indiquent que les mécanismes de génération de poussière diffèrent en fonction de la taille des particules et de la distribution de taille de la poudre. Pour les échantillons d'essai et les conditions expérimentales donnés, les différences dans les modèles initiaux de libération de poussière peuvent être caractérisées par trois groupes différents de poudres : - des poudres contenant des particules cohésives fines, - des poudres bimodales (constituées de fines et de grosses particules), - et enfin des poudres constituées de grosses particules. Tandis que la cohésion globale, surtout celle due aux forces de van der Waals (mesurée à l'aide de testeurs de cisaillement) détermine le niveau de poussières pour les poudres fines, de telle sorte qu'une cohésion globale plus élevée conduit à moins de poussière, la fraction de particules fines et la cohésion déterminent toutes deux l'empoussièrement provenant des poudres bi-modales. Les grosses particules peuvent émettre de la poussière uniquement par usure des particules primaires en particules fines aérosolisables plus petites. L'analyse d'un mouvement de particules tracées à l'intérieur d'un tube cylindrique agité par un testeur d'empoussiérage à vortex montre une nature cyclique du mouvement des particules. Le mouvement des particules (position et vitesse) est symétrique et isotrope dans le plan horizontal, les vitesses radiales les plus basses et les plus élevées étant proches du centre du tube et de la paroi, respectivement. Les particules ont tendance à s'élever lentement au milieu du tube tout en descendant rapidement près de la paroi. Les valeurs les plus élevées de la vitesse se trouvent aux hauteurs les plus élevées et près de la paroi interne du tube à essai, où les densités de population sont les plus faibles. Les valeurs plus élevées de la vitesse pourraient provenir d’une diminution du nombre de chocs due à des densités de population plus faibles. L'augmentation de la taille des particules et des vitesses de rotation des tourbillons tend à augmenter la vitesse des particules tandis que l'augmentation de la masse de poudre conduit à une diminution de la vitesse des particules pour des vitesses de rotation allant jusqu'à 1500 tr / min. Pour les échantillons donnés (carbure de silicium, alumine et coke d'acétylène) et les conditions expérimentales, l'empoussièrement initial est déterminé par la fraction de fines particules respirables présentes dans la poudre, mais les modèles et les niveaux de génération de poussière à long terme sont influencés par le comportement d’attrition matérielle
Handling and processing of granular material release fine solid dust particles, which in an occupational setting, can severely affect worker health & safety and the overall plant operation. Dustiness or the ability of a material to release dust particles depends on several material and process parameters and is usually measured by lab-scale dustiness testers. Dustiness tests remain mostly experimental studies and lack reliable predictive ability due to limited understanding of the dust generation mechanisms and the complex interactions between the particles, wall and fluid, occurring simultaneously during dust generation. In the framework of EU ITN project T-MAPPP, this thesis uses an experimental approach to understand the dust generation mechanisms by studying: a) the effects of key bulk and particle properties on powder dustiness; b) the nature and magnitude of inter-particle, particle-wall and particle-fluid interactions; c) the evolution of dustiness and generation mechanisms for long duration powder applications. The results indicate that the dust generation mechanisms differ based on particle size and size distribution of the powder. For the given test samples and experimental conditions, the differences in powder dustiness and dust emission patterns can be characterized by three different groups of powders; powders containing fine cohesive particles, bi-modal (consisting of fine and large particles) powders and lastly, powders consisting of only large particles. While bulk cohesion, especially that stemming from van der Waals forces (measured using shear testers) determines the level of dustiness for the fine powders (in such a way that higher bulk cohesion leads to lower dustiness), both the fraction of fine particles and cohesion determine the dustiness of bi-modal powders. The large particles can emit dust only through attrition of the primary particles into smaller aerosolizable fine particles. Analysis of a traced particle motion inside a cylindrical tube agitated by a vortex shaker dustiness tester shows the cyclic nature of the particle motion. The motion (position and velocity) is symmetric and isotropic in the horizontal plane with lowest radial velocities close to the tube centre and highest at the boundary wall of the test tube. The particles tend to rise up slowly in the middle of the tube while descending rapidly close to the wall. The highest values of the velocity are found at the highest heights and close to the wall of the test tube, where the population densities are lowest. Increasing particle size and vortex rotation speeds tends to increase particle velocity whereas increase in powder mass leads to a decrease in particle velocity for rotation speeds up to 1500 rpm. For the given samples (silicon carbide, alumina and acetylene coke) and the experimental conditions, the initial dustiness is determined by the fraction of fine respirable particles present in the powder but the long-term dust generation patterns and levels are influenced by the material attrition behaviour. Dust is generated by the fragmentation and/or abrasion of primary particles, which may lead to the production and emission of fine daughter particles as dust. The samples with large irregularly shaped particles are likely to show high dustiness by shedding angular corners through inter-particle and particle-wall collisions, thus becoming more spherical in shape. On the contrary, the smaller particles are more resistant to abrasion and generate relatively less dust. While the vortex shaker dustiness tests show similar trends as an attrition tester, our study using alumina and acetylene coke indicate that the results are not interchangeable. Results from this thesis help understand the influence of powder and process parameters which may be manipulated to reduce dust generation. Furthermore, experimental results can be used to develop and validate numerical models to predict dustiness

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Limam, Fouad. "Contribution à l'analyse rhéologique du comportement viscoélastoplastique cyclique." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1993. http://www.theses.fr/1993ECDL0016.

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Abstract:

La modélisation de l’endommagement passe, pour de nombreux matériaux composites, par la caractérisation du comportement mécanique sous sollicitation cyclique et notamment par l’étude viscoélasticimétrique du matériau endommagé. La construction d’un cadre approprié pour une interprétation rhéologique cohérente du comportement cyclique d’un modèle élastoviscoplastique nous a permis à la fois de confirmer certains phénomènes expérimentaux, et de développer une technique permettant d’atteindre directement le régime stabilisé. Ce cadre permettra ensuite l’analyse des paramètres rhéologiques à travers l’évolution de l’angle de perte et du module complexe. Pour aller plus loin, et ainsi mieux comprendre le comportement des matériaux élastoviscoplastiques lorsqu’ils sont soumis à des sollicitations cycliques, il convient d’entreprendre l’étude de divers modèles non linéaires et d’analyser l’extension des notions de module complexe et d’angle de perte au-delà du cadre linéaire pour lequel une sollicitation harmonique entraine une réponse harmonique. Ceci pose en fait le problème beaucoup plus large de la viscoélasticimétrie non linéaire. L’ensemble des modèles étudiés sera présenté en deux sous ensembles, autour de la structure de Prager d’abord, et de celle de Zener ensuite. Ces différents modèles sont étudiés sous sollicitation cyclique à contrainte sinusoïdale imposée, et une formulation analytique sera présentée. Nous montrerons l’influence de la structure sur la caractérisation viscoélasticimétrique. Nous vous intéresserons ensuite au cas de la déformation harmonique imposée, puis nous analyserons enfin l’éventuelle influence de la forme du signal imposé sur la caractérisation du comportement. Le frottement interne comme la viscoélasticimétrie sont des techniques de caractérisation parfaitement bien assises en viscoélasticité linéaire, toutefois leur champ d’application réel s’étend bien au-delà de ce domaine. Par exemple, le frottement intérieur est à juste titre utilisé dans le cadre des matériaux microhétérogènes comme outil d’investigation en microplasticité pour l’étude des dislocations et de leur mobilité, ce qui correspond à un comportement viscoplastique. Nous vous proposons dans une dernière partie d’appliquer la méthodologie développée précédemment pour caractériser des phénomènes expérimentaux observés sur certains matériaux composites granulaires à matrice métallique. Les techniques de mesure du frottement intérieur sont utilisées de façon originale pour caractériser la microplasticité et de l’amortissement du matériau à travers une vitesse de refroidissement, sous l’effet de contraintes internes induites par différentiel thermique entre les particules et la matrice. Une interprétation rhéologique sera présentée.

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Mossi, Idrissa Abdoul Kader. "Modeling and simulation of the mechanical behavior under finite strains of filled elastomers as function of their microstructure." Strasbourg, 2011. http://www.theses.fr/2011STRA6042.

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Abstract:

Les élastomères renforcés et les thermoplastiques d’élastomères sont des matériaux hétérogènes. Ils présentent des propriétés mécaniques considérables, cependant leur comportement mécanique est plus complexe que celui des élastomères non renforcés. Pour comprendre le comportement macroscopique de ces matériaux, il est indispensable de chercher les raisons de l’accroissement des propriétés à l’échelle de la microstructure du matériau. Ainsi, des modèles plus adéquats peuvent être élaborés pour mieux expliquer le comportement macroscopique de ces matériaux. Il est question dans ce travail d’étudier la modélisation et la simulation du comportement mécanique des élastomères renforcés et des thermoplastiques d’élastomères comme le polyuréthane, en se basant sur l’évolution de leur microstructure
Filled elastomers and thermoplastics elastomers are heterogeneous materials. They have interesting mechanical properties for many applications but their mechanical behavior is more complex than unfilled elastomers. In order to understand filled elastomers and thermoplastics elastomers macro scale behavior, it is important to find their behavior explanation at materials micro scale level. Then, we can deduce models which approach materials microstructure and also explains easy the macro scale behavior. For that, the aim of this thesis is to model and simulate the mechanical behavior of filled elastomers and thermoplastic elastomers like thermoplastic polyurethane by tacking into account their microstructure

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Preechawuttipong, Itthichai. "Modélisation du comportement mécanique de matériaux granulaires cohésifs." Montpellier 2, 2002. http://www.theses.fr/2002MON20033.

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Günzel, Klaus. "Caractérisation mécanique multidirectionnelle de la colonne cervicale humaine." Strasbourg, 2009. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2009/GUNZEL_Klaus_2009.pdf.

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Abstract:

En dépit des progrès réalisés dans le domaine de la sécurité passive des véhicules, les lésions du cou de faible AIS dues aux accidents de la route demeurent un problème important de la société. Les modèles mathématiques et physiques du système tête-cou humain ne sont actuellement pas biofidèles, et rendent l'optimisation des systèmes de sécurité passive difficile. Jusqu'à présent, les modèles du rachis étaient validés par rapport à des corridors dans le domaine temporel. Il n'est pas possible de caractériser un système à plusieurs degrés de liberté en ne considérant que sa réponse en temporel. Ainsi, dans le cadre de la présente thèse, nous avons analysé le système tête-cou de l'adulte et de l'enfant dans le domaine fréquentiel avec des méthodes originales basées sur des techniques d'analyse modale. Une première partie est consacrée à une analyse modale expérimentale type entrée-sortie du système tête-cou humain, effectuée sur dix adultes dans le plan sagittal, frontal et transverse. Pour la première fois, cinq modes propres de l'ensemble tête-cou ont pu être id entifiés à partir des fonction s de transfert. Ce sont le mode de flexion-extension, le mode d'inclinaison, le mode de rotation qui est couplé au mode d'inclinaison, le mode de rétraction frontale et le mode de rétraction latérale. Un modèle à paramètres localisés à 5 ddl du système tête-cou présentant deux joints a été proposé et validé vis-à-vis des données expérimentales. De plus, une analyse modale en fonctionnement du système tête-cou de l'enfant a été réalisée. Des données de vibrations ont été acquises au cours de tours de manège dans un parc d'attractions. Cette analyse a permis d'identifier cinq modes propres dans les trois plans anatomiques. Ils sont similaires aux modes qui ont été identifiés pour les adultes. A notre connaissance, c'est la première analyse modale en fonctionnement qui a été effectuée sur des humains. Et c'est la première fois que des paramètres modaux du système tête-cou de l'enfant ont pu été identifiés. Ainsi, cette thèse contribue à une meilleure compréhension du comportement dynamique 3D de la colonne cervicale de l'homme. De nouveaux paramètres de validation appropriés pour des modèles mathématiques et expérimentaux ont été établis
In spite of the advances in the domain of passive vehicle safety the low AIS neck injuries due to car accidents related to rear, lateral and oblique impacts remain an important problem of vehicle safety. Mathematical and physical models of the human head-neck system that are validated inadequately relating to human kinematics make it difficult to optimize passive safety systems. Up to now dummies are validated against corridors in the cime domain. It is not possible to characterise a multi-degree of freedom model by only regarding its cime response. So in the frame of the present the sis we analysed the head-neck system of adult and child in the frequency domain with original methods based on modal analysis techniques. A fust part is a multidirectional in-vivo experimental input-output modal analysis of the head-neck system of ten adults carried out in the sagittal, the frontal and the transverse plane. For the fust cime five natural modes have been identified outgoing from frequency response functions. These are the flexion-extension mode, the inclination mode, the rotation mode coupled the inclination mode, the frontal retraction mode and the lateral retraction mode. A 5-DOF lumped model of the head-neck system featuring two univers al joints has been proposed and validated against experimental data. Mechanical parameters for joint stiffness and damping have been identified. An output only modal analysis has been performed on the child's head-neck system. Vibration data has been acquired during rides on a rollercoaster in an amusement park. This analysis permitted to extract five modes. These are similar to the modes that have been identified for adults. To our knowledge this is the fust output only modal analysis that has been performed on humans. And it is the first time that modal parameters of the child's head-neck ~ystem have been identified. As a general conclusion it can be stated that this thesis contributes to a better understanding of the 3D dynamic behaviour of the human cervical spine. New validation parameters appropriated for mathematical and experimental models have been established

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Zaittouni, Fouad. "Modélisation théorique et numérique d'interfaces : Prise en compte du contact et du frottement." Montpellier 2, 2000. http://www.theses.fr/2000MON20076.

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Abstract:

L'etude numerique des milieux composites a structure fine pose d'importantes difficultes ; pour prendre en compte tous les constituants, le pas de discretisation doit etre tres petit et le nombre de degres de liberte assez important, par consequent le cout du calcul devient rapidement prohibitif, surtout lorsque le milieu presente plusieurs couches minces. Une solution consiste a effectuer ces calculs avec des structures plus simples, c'est-a-dire a chercher un modele approche de comportement. Cette analyse est indispensable pour l'ingenieur s'il veut s'affranchir de calculs faisant intervenir un nombre de degres de liberte beaucoup trop eleve. Pour cela, il faut etudier le comportement asymptotique de la structure lorsque les petits parametres tendent vers zero. Dans ce travail, on presente une etude theorique et numerique de quelques problemes de couches minces. Dans une premiere etape, theorique, on determine la loi de contact. Dans le cas d'un probleme en elasticite linearisee, par la technique de la gamma-convergence, on obtient une loi d'interface qui relie le tenseur des contraintes au saut de deplacement. Par la meme technique, dans le cas du contact unilateral, on obtient une loi d'interface du type compliance. Dans le cas du contact frottant, par la methode des developpements asymptotiques raccordes, on obtient des lois de contact penalisees et des lois de frottement regularisees. Notons que l'on justifie ainsi des lois de contact et de frottement tout particulierement utilisees dans certains codes de calcul industriels, ainsi que l'utilisation de certaines techniques de resolution. Dans le cas de problemes de couches minces pour les plaques de type kirchhoff-love en flexion, on utilise la technique de la gamma-convergence

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Randrembason, Vero. "Biocomposites amidon-cellulose : Elaboration, caractérisation et modélisation du comportement viscoélastique." Montpellier 2, 2005. http://www.theses.fr/2005MON20009.

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Saint-Germain, Benoît. "Etude expérimentale et numérique des distorsions de structures mécano-soudées." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2006. http://www.theses.fr/2006ECAP1000.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est de proposer une méthodologie et des outils permettant de simuler de façon efficiente les distorsions engendrées par le procédé de soudage sur de larges structures. Le premier aspect de notre étude porte sur la modélisation du comportement du matériau. Un modèle métallurgique est alors proposé. Celui-ci présente l'intérêt d'être directement identifiable à partir de diagrammes TTA ou TRC et peut donc être facilement transposable à d'autres matériaux et applications. En ce qui concerne le comportement mécanique, nous proposons une démarche simplifiée permettant à l'utilisateur d'employer des lois d'écrouissage et d'écoulement différentes pour les diverses phases métallurgiques. Le second aspect de notre étude traite de la modélisation et de la simulation du procédé de soudage à différentes échelles. Dans un premier temps, nous présentons l'ensemble des techniques mises en œuvre pour la modélisation du procédé de soudage, et notamment la modélisation de dépose de cordon et la liaison dynamique des pièces lors du soudage. Ces techniques permettent alors de prédire la distorsion d'une éprouvette de laboratoire et d'une structure semi-industrielle. Une étude de sensibilité du modèle numérique permet d'identifier les facteurs de premier ordre qui permettent de prédire correctement la distorsion de ces structures. La simulation de l'assemblage d'un essieu de véhicule automobile permet au final de valider l'ensemble des outils ainsi que la démarche globale de cette étude
The objective of the present thesis is to provide a method and tools that permit to simulate welding distortions in large structures efficiently. The first part of the thesis deals with the modelling of material behaviour. A metallurgical model is proposed. The main advantage of this model is that it provides parameters which can be directly determined on TTT or CCT diagrams and thus easily applied to other materials and applications. Regarding mechanical behaviour, we suggest a simplified approach which enables the user to utilize different hardening laws or flow rules for each metallurgical phase. The second part deals with the modelling and simulation of the welding process in different true-scale components. All the techniques that allow to simulate the welding process, and more particularly dynamic activation of fillet elements and dynamic coupling of parts are presented. Thanks to these techniques, the prediction of distortions in a laboratory sample and a semi-industrial structure is made possible. A sensitivity study on the numerical model enables one to identify the most relevant factors that affect the model's response to distortions. Finally, this global approach is validated by the simulation of the automotive vehicle axle assembly

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Bardet, Sandrine. "Comportement thermoviscoélastique transverse du bois humide : application à une essence tropicale dense : Bocoa Prouacensis Aubl." Montpellier 2, 2001. http://www.theses.fr/2001MON20195.

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Abstract:

L'objectif est d'étudier l'influence de la température sur le comportement viscoélastique du bois humide perpendiculairement aux fibres. Deux axes d'étude sont présentés : étude expérimentale et modélisation rhéologique. Une essence guyanaise dense est choisie comme matériau d'étude : Bocoa prouacensis Aubl (Boco).

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Aleksy, Nicolas. "Etude du comportement mécanique des polymères en rayure." Saint-Etienne, EMSE, 2009. http://www.theses.fr/2009EMSE0020.

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Abstract:

Le travail porte sur l’établissement d’un modèle numérique d’un polymère amorphe dans l’état vitreux lors d’un essai mécanique de rayure de type labourage sphérique. Le modèle après validation a permis de simuler l’essai et a conduit à une interprétation renouvelée des phénomènes intervenant dans le processus. Après une partie bibliographique rappelant le phénomène de rayure des polymères solides amorphes, l’effet sur la recouvrance en rayure de différents types de rhéologies classiquement mises en œuvre est abordé. Le modèle élastique-viscoplastique d’Arruda-Boyce implémenté ne permet de prendre en compte que la sensibilité à la vitesse de sollicitation du seuil de plasticité. Il est montré que l’ajout de la viscoélasticité peut entraîner des modifications intéressantes sur les grandeurs caractéristiques de la rayure dans la gamme de transition viscoélastique des polymères. Les nano-rayures expérimentales réalisées sur des échantillons de PMMA confirment la sensibilité du comportement mécanique à la vitesse de rayure. Pour rendre compte des profondeurs de pénétration de l’indenteur mesurées à différentes vitesses de rayage, le modèle élastique-viscoplastique d’Arruda-Boyce n’apparaît pas suffisant. Un modèle viscoélastique-viscoplastique se présente alors comme une solution possible. L’existence d’un échauffement localisé sous l’indenteur est mis en évidence. Il engendre une modification du comportement du PMMA en rayure d’autant plus importante que la vitesse de rayage est élevée. Le phénomène de cicatrisation des polymères amorphes, consistant en un traitement thermique pour réduire les déformations résiduelles, peut alors être vu comme une recouvrance viscoélastique déclenchée par l’élévation de température et le durcissement hyperélastique de ces matériaux
The objective of the study is to develop a numerical model which describes the behaviour of amorphous glassy polymers submitted to a mechanical scratch test under ploughing and spherical conditions. After experimental validation, the model is used to simulate the scratch test conditions and clarify the interpretation of phenomena which occur during the mechanical process. First, a review of scratch tests applied to solid amorphous polymers is given and introduces the study and shows the sensitivity of the strain recovery to different classical stress/strain relations. It is shown that the elastic-viscoplastic model of Arruda and Boyce can account for the sensitivity of the yield stress to the strain rate only. However, when some viscoelastic behaviour is introduced, significant changes of the characteristic values of the scratch test can be obtained. Experimental nano-scratch tests carried out on PMMA (polymethylmetacrylate) samples confirm that this material may display time-dependent mechanical effect. The elastic-viscoplastic model of Arruda and Boyce is proved not to be sufficient to model the relationship between the scratching velocity and the experimental penetration depth. In that particular case, a viscoelastic-viscoplastic model seems to lead to a reliable solution. Finally, it is shown that an increase of the temperature can occur close to the tip in a scratch test. This thermal effect introduces some modifications of the behaviour of the PMMA in scratch test directly proportional to the scratch velocity. The healing phenomenon of the amorphous polymers, which is based on a heating of the sample in order to reduce the residual deformation, can be regarded as a viscoelastic thermally activated recovery and a hyperelastic hardening of the material

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Huon, Vincent. "Une étude expérimentale et une première modélisation du comportement thermomécanique endommageable de quelques bétons." Montpellier 2, 2001. http://www.theses.fr/2001MON20045.

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Maxim, Adrian. "Macromodélisation SPICE comportementale des dispositifs semi-conducteurs et composants magnétique de puissance." Toulouse, INPT, 2000. http://www.theses.fr/2000INPT048H.

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Abstract:

Les travaux présentés dans cette thèse ont pour objet le développement de nouveaux modèles SPICE comportementaux, basés sur les phénomènes physiques des composants mais utilisant les méthodes de modélisation comportementale. Les principaux avantages sont d'une part la modélisation aisée des phénomènes physiques supplémentaires en les décrivant par des équations non linéaires et d'autre part la réduction du temps de calcul et l'augmentation de la précision. Cette méthodologie permet la transportabilité sur divers simulateurs "spice". Elle est appliquée aux principaux composants de puissance et aux composants magnétiques. Ce travail commence par une synthèse des méthodes de modélisation existantes. Les autres chapitres décrivent la méthodologie utilisée pour chaque composant. Le chapitre II présente les principes de la modélisation comportementale dans les simulations de circuits et définit des éléments de base utilisés dans la modélisation des composants de puissance et des circuits magnétiques : - nouveau modèle de transistor de puissance incluant les effets de forte injection, les phénomènes d'avalanche ainsi que la modélisation thermique et les seconds claquages ; - modélisation des GTO et SCR : méthode utilisable tant au niveau circuit que système. Utilisation de la méthode mixte (analogique et digitale); - modélisation des transistors MOS de puissance. Modèle défini à partir des équations de puissance et incluant les capacités parasites ainsi que la diode de "Body". Prise en compte des phénomènes thermiques; -modèle D'IGBT basé sur les équations de diffusion. Modélisation des capacités parasites par une équation linéaire par morceaux. Prise en compte également des effets thermiques; - modélisation des composants magnétiques non linéaires. Représentation électrique des courbes B-H. Prise en compte du comportement en fréquence et en température. Modèle bien adapté à la majorité des noyaux magnétiques (y compris les noyaux amorphes. Simulation de transformateurs. Chaque modèle est validé par comparaison des résultats de simulation et ceux expérimentaux présentés par les constructeurs. Pour chaque composant, l'auteur propose également une méthode d'extraction des paramètres de modèles.

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Oualkacha, Karim. "Modèles statistiques pour des rotations et des déplacements de corps solides." Thesis, Université Laval, 2009. http://www.theses.ulaval.ca/2009/26681/26681.pdf.

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Zdiri, Mustapha. "Etude de formulation et de comportement mécanique des Bétons Compactés au Rouleau (BCR) : Applications routières - Cas des matériaux de gisements locaux." Artois, 2008. http://www.theses.fr/2008ARTO0202.

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Abstract:

Le présent travail de recherche comporte une étude sur le Béton Compacté au Rouleau (BCR) en vue d'une application en technique routière et en utilisant des matériaux de gisements locaux avec la spécificité d’un faible dosage en ciment. L'étude a traité le problème de formulation à travers les méthodes graphiques, semi-empiriques et le Modèle d'Empilement Compressible MEC. On a introduit aussi dans ce travail, l’utilisation des granulats spéciaux du type Sidérite et l'addition des adjuvants dans la formulation du BCR. La rhéologie du BCR frais et la sensibilité de ce mélange au phénomène de densification ont été étudiées en proposant une nouvelle approche basée sur la Compactabilité pour la prédiction de la rhéologie de ce matériau. La caractérisation du BCR durci a été effectuée moyennant des mesures expérimentales de résistances et de modules élastiques E ainsi que des essais ultrasoniques. Les résultats expérimentaux sont comparés avec ceux obtenus par des prédictions à travers des modèles tels que ceux de Feret-De Larrard-Tondat, ACI, Ouellet et Oluokun. Certains modèles sont jugés fiables pour la formulation et les prédictions des résistances du BCR par contre nous avons proposé d'autres qui sont adaptés à ce mélange et à ces composants. Une modélisation en 3D d'une chaussée rigide en BCR, en utilisant le code de calcul par éléments finis "Abaqus 6. 7", a été effectuée en introduisant à ce code la loi de comportement correspondant de ce matériau. Cette modélisation a été faite pour plusieurs cas de chargements sur des dalles en BCR. Une convergence a été déduite entre les résultats obtenus, de la répartition en 3D des contraintes et des déformations dans les dalles de BCR et ceux obtenus par les autres méthodes 2D telles que celles de Westergaard, d'Ioannides et al
This research work presents a study of the Roller Compacted Concrete (RCC) for an application in road engineering. The RCC was prepared using materials of local quarries with the specificity of a low cement proportioning. The study dealt with the formulation problem through graphics, semi-empirical methods and the Compressible Packing Model “CPM”. We introduced also, into this work, the use of the special aggregates type Siderite and the addition of the admixtures in the formulation of the RCC. The rheology of the fresh RCC and the sensitivity of this mixture to the compaction phenomenon were studied by proposing a new approach, based on Compactability, for the prediction of this material rheology. The characterization of the hardened RCC was carried out by experimental measurements of strengths and elastic modules E as well as ultrasonic tests. The experimental results were compared with those obtained by predictions through models like those of Feret-De Larrard-Tondat, ACI, Ouellet and Oluokun. Some models were considered to be reliable for the formulation and the predictions of the RCC strengths. However, we proposed others models which were adapted to this mixture and their components. A 3D modelling of a rigid RCC pavement, using the computer code of finite elements "Abaqus 6. 7" was achieved by introducing to this code the behaviour law corresponding to this material. This modelling was made for several cases of loadings on RCC slabs. A convergence was deduced between the results obtained, of the distribution in 3D of the stresses and of the deformations in the RCC slabs and those obtained by the other 2D methods such as that of Westergaard, of Ioannides et al

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Taibi, El Hassane. "Caractérisation, modélisation et simulation du comportement d'un tissu textile." Bordeaux 1, 2001. http://www.theses.fr/2001BOR12441.

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Abstract:

Actuellement, les mesures objectives des caractéristiques mécaniques et physiques du tissu sont obtenues par plusieurs technologies et méthodologies, en particulier, par celle du KES-F (Kawabata's Evaluation System for Fabrics). Cependant le KES-F est un bon outil qui est devenu dominant pour l'évaluation du comportement du tissu. Cet outil mesure 16 paramètres de Kawabata. Dans une section de ce travail, nous développons un modèle physique de simulation du comportement dynamique du drapé du tissu tenant compte de ses propriétés spéciales telles que, la structure discontinue, et le comportement hautement anisotrope, non linéaire et hystérétique en utilisant des représentations rhéologiques et en se basant sur notre concept de machines virtuelles de Kawabata. Le modèle est gouverné par l'équation du mouvement de Newton et considère que l'objet simulé est discrétisé en un ensemble de particules qui interagissent: Les forces prises en considération dans notre modèle "système de particules" sont réparties en deux catégories: les forces internes (traction, cisaillement, flexion et dissipation) toutes calculées' dans les deux directions orthogonales chaîne et trame et les forces externes ( gravité, vent, contact. . . ). Ensuite, les équations dérivées du calcul de forces sont intégrées à l'aide d'une méthode numérique. . . [etc. ]

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Ni, Annaidh Aisling. "Mécanique du coup de couteau : étude numérique et expérimentale de l'attaque à l'arme blanche." Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066261.

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Vauttier, Sylvain. "Une étude de la modélisation du comportement des objets composites." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20188.

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Abstract:

Bien que lui empruntant son vocabulaire (le terme composant) et son approche (la construction d'entites complexes par assemblage d'entites elementaires), les demarches de developpement a base de composants n'utilisent que marginalement le concept d'objet composite. Nous pensons, au contraire, que les objets composites s'appliquent utilement au processus de reutilisation pour representer, gerer et reutiliser a leur tour les assemblages de composants. Si la notion de relation de composition a ete tres largement etudiee dans le but d'utiliser la structure des objets composites comme modele de representation et de gestion de donnees complexes, peu de travaux, en comparaison, se sont penches sur la modelisation du comportement des objets composites. Cependant, dans le contexte du developpement a base de composants, il ne s'agit pas de construire simplement des structures de donnees complexes mais de combiner les comportements de differents objets pour qu'ils fonctionnent comme une entite coherente representee par un objet composite. Dans cette these, nous etudions les problemes poses par la conception du comportement des objets composites au regard de leur structure agregee. Cette etude revele les limites des techniques classiques de specification et d'implementation dans ce domaine. Aussi avons-nous developpe une approche specifique de modelisation du comportement des objets composites. Basee sur une plus grande abstraction et modularite du comportement ainsi que des comportements actifs, elle permet de veritablement composer le comportement des classes composites avec ceux de leurs classes composantes. Les modelisations ainsi obtenues respectent l'ensemble des benefices attendus de l'utilisation des objets composites : l'abstraction des systemes complexes, la reutilisation des composants, la distribution de l'information et la dynamique de la structure et du comportement.

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Huang, Ke. "Towards the modelling of recrystallization phenomena in multi-pass conditions: application to 304L steel." Paris, ENMP, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00682138.

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Abstract:

La recristallisation, qui peut se produire de façon dynamique ou statique, est un important phénomène qui transforme la microstructure des matériaux métalliques déformés modifiant ainsi ses propriétés mécaniques. Malgré l'existence de travaux approfondis sur la modélisation numérique du phénomène de recristallisation, la littérature scientifique manque de modèles précis capables de prédire l'évolution microstructurale dans des conditions de mise en forme multi passes. Bien que des efforts aient été réalisés dans cette direction, la plupart des modèles existants dans la littérature présentent soit un manque de validation expérimentale, soit ne fournissent que des accords qualitatifs entre les résultats numériques et expérimentaux dans des conditions de déformations connues et sélectionnées. De plus, les relations entre la recristallisation statique (SRX), la recristallisation dynamique (DRX), la recristallisation post-dynamique (PDRX) et la croissance de grains (GG) sont généralement trop simplistes. Par ailleurs, la plupart de ces modèles ne sont pas conçus pour la réalisation de simulations avec des conditions thermiques et/ou mécaniques variables et limite par conséquent leur utilisation pour des applications industrielles. Pour cette étude, un modèle à champ moyen 2 sites a été développé afin de décrire l'évolution microstructurale de l'acier 304L. L'originalité de ce modèle réside dans : (a) l'interaction de chaque grain avec deux milieux homogènes équivalents, avec respectivement une densité de dislocation élevée et faible; (b) le poids relatif de chaque milieu est lié à leur fraction volumique ; (c) la germination et la disparition des grains rendent la microstructure variable au cours du temps ; (d) les paramètres dépendent de la température et de la vitesse de déformation mais pas de la taille des grains dans les conditions DRX, et uniquement de la témpérature dans les conditions statiques (SRX/PDRX/GG); (e) des accords quantitatifs avec les résultats expérimentaux sont obtenus en fonction de (i) la cinétique de recristallisation, (ii) la courbe contrainte-déformation, (iii) taille de grain après recristallisation, et (f) le modèle a été développé pour être utilisé en conditions multi- passes, avec des valeurs variables de température et de vitesse de déformation. Afin de vérifier et valider le modèle, plusieurs essais de tractions ont été réalisés sous de nombreuses conditions différentes de température et de vitesse de déformation, afin de caractériser le mode DRX. Pour la vérification de la SRX et PDRX, des traitements de recuit ont été réalisés après la déformation plastique, respectivement à froid et à chaud. Les paramètres du modèle ont premièrement été estimés à partir des donnés expérimentales ou présentes dans la littérature, et ont ensuite été établis par analyse inverse. Il a été constaté que tous les paramètres du modèle évoluent de manières physiquement cohérentes en fonction de la température et de la vitesse de déformation. Les résultats obtenus à partir de la simulation de la DRX, SRX/PDEX/GG ont été analysés, en prenant en compte les effets de la température de déformation, la vitesse de déformation, la déformation appliquée ainsi que la taille de grain initiale. Un bon accord entre les résultats numériques et expérimentaux a été observé pour les différents types de recristallisation, ce qui ouvre la voie à la modélisation de la mise en forme en conditions multi passes pour des applications industrielles. Finalement, des traitements thermiques avec analyse in situ ont été réalisés afin d'obtenir une meilleure compréhension des mécanismes de SRX/PDRX/GG. Le rôle du maclage pendant le traitement de recuit a été discuté : il semble favoriser à la fois la germination et la migration des joints de grains
Recrystallization, which can occur dynamically or statically, is an important phenomenon causing microstructure changes in deformed metals and therefore affecting the properties of the material. Even though extensive investigations have been carried out on the numerical modeling of recrystallization, the literature lacks accurate recrystallization models which are able to predict microstructure evolution under multi-pass conditions. Although some efforts have been reported in this direction, most of them either lack experimental validation or only provide qualitative agreement in selected deformation conditions. The connections between static recrystallization (SRX), dynamic recrystallization (DRX), post-dynamic recrystallization (PDRX) and grain growth (GG) are usually oversimplified. Furthermore, most of them are not designed for variable thermal and/or mechanical conditions and are therefore difficult to use for industrial applications. In this work a physically-based two-site mean field model has been developed to describe the microstructural evolution of 304L austenitic stainless steels. The originality of the model lies in: (a) the interaction of each representative grain with two homogeneous equivalent media, with high and low dislocation density, respectively; (b) the relative weight of the two media is functionally related to their volume fractions; (c) nucleation and disappearance of grains make the data structure variable in time; (d) the model parameters vary with temperature and strain rate but do not depend on grain size in DRX conditions, and become only temperature dependent in static conditions (SRX/PDRX/GG); (e) quantitative agreement with experimental results is obtained in terms of (i) recrystallization kinetics, (ii) stress-strain curves, (iii) recrystallized grain size, and (f) it is designed to be used in multi-pass conditions, with variable temperature and strain rate. To verify and validate the model, torsion tests were conducted over a wide range of conditions for investigation of DRX. Subsequent annealing after termination of deformation, which led to SRX or PDRX depending on the applied strain, was also carried out. The model parameters were first estimated from experimental and literature data, and were further tuned by inverse analysis. It is found that all identified model parameters evolve with temperature and strain rate in a physically consistent way. The application of this proposed model to DRX, SRX/PDRX/GG is then analyzed, taking into account the effects of deformation temperature, strain rate, applied strain, as well as initial grain size. Good quantitative agreements with measured data are obtained in the different recrystallization regimes, which opens the possibility of modeling multi-pass operations compatible with industrial applications. A few in situ heating experiments were carried out to provide a better understanding of the SRX/PDRX/GG mechanisms. The role of annealing twins is tentatively discussed: it seems to promote both nucleation and grain boundary migration

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Hizoum, Kamel. "Sur la modélisation du comportement viscoélastique des polymères : Influence de la vitesse de déformation et microstructure." Strasbourg 1, 2007. http://www.theses.fr/2007STR13164.

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Escoffier, Sandra. "Caractérisation expérimentale du comportement hydromécanique des argilites de Meuse/Haute-Marne." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2002. http://www.theses.fr/2002INPL018N.

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Abstract:

Dans le cadre d'une étude de faisabilité d'un stockage de déchets radioactifs en profondeur la caractérisation expérimentale du comportement couplé de la couche hôte est de première importance. Ce travail s'articule autour de caractérisation expérimentale en laboratoire du comportement poroélastique des argilites qui constituent la couche hôte du futur laboratoire souterrain de l'ANDRA situé à la limite Meuse/Haute-Marne. L'approche choisie est celle de la thermodynamique des milieux poreux proposée par Coussy [1991] qui a l'avantage de fournir une formulation des lois de comportement à l'aide de paramètres en principe mesurables en laboratoire. Les difficultés ou encore la faisabilité des essais de caractérisation du comportement couplé de ces roches sont liées à leur très faible perméabilité qui nécessite une adaptation des dispositifs expérimentaux initialement utilisés sur des roches plus perméables. Dans un premier temps une synthèse sur l'état de l'art des connaissances des paramètres poroélastiques déterminés sur les argilites de Meuse/Haute-Marne suivie d'une première approche de l'utilisation des études de sensibilité comme outils d'aide à la décision sont proposées. En effet si les difficultés expérimentales rencontrées par les divers expérimentateurs s'illustrent par la diversité des choix expérimentaux, par la durée des essais ou encore par la disparité des résultats, étant donné l'enjeu à la fois économique politique ou encore écologique d'un tel projet de stockage les études de sensibilité pourraient le cas échéant permettre d'orienter les efforts expérimentaux en apportant des indications sur les paramètres prépondérants dans le comportement couplé d'un massif. Dans un second temps, après la présentation des mesures de caractérisation physique des matériaux utilisés, des essais de mesure de perméabilité par pulse test, de détermination du coefficient de Biot en cellule oedométrique et de paramètres poroélastiques sous chargement isotrope en condition drainée et non drainée sont décrits. Ces essais dont la complexité est notamment liée à l'atteinte des limites expérimentales actuelles sont présentés dans le détail, du rappel théorique à la description détaillée des essais, en passant par un effort particulier mené sur le dimensionnement et une description de l'appareillage et des protocoles expérimentaux.

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Clementin, de Leusse Catherine. "Etude de fibres de verre E. Caractérisation expérimentale par spectrométrie Brillouin et test de modèles de fibrage." Montpellier 2, 2000. http://www.theses.fr/2000MON20083.

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Abstract:

Nous presentons une etude experimentale des proprietes des fibres de verre de renforcement, et une etude experimentale et numerique du procede de fibrage. La premiere partie de ce travail concerne la caracterisation des fibres. Nous montrons que leur temperature fictive depend des parametres du fibrage (temperature d'extrusion et vitesse de bobinage), et non simplement de leur diametre. Nous mettons en evidence l'influence des parametres du fibrage sur l'indice de refraction, la rugosite de surface et la structure (coordinence du bore) des fibres. Nous montrons que les fibres sont anisotropes, a une echelle plus grande que celle des relaxations structurales. Nos resultats montrent en outre qu'il n'y a pas de gradient de contraintes thermiques dans les fibres. La seconde partie de ce travail concerne l'etude du fibrage : des mesures de frequence brillouin nous permettent via un etalonnage en temperature de connaitre l'evolution de la temperature le long de la fibre. Ces resultats, ainsi que des mesures de rayon de la fibre et de tension filamentaire, sont utilises pour tester deux modeles numeriques industriels. Nous montrons les atouts et les faiblesses des deux modeles.

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Khelifi, Hamid. "Matériaux argileux stabilisés au ciment et renforcés de fibres végétales : formulation pour extrusion." Lorient, 2012. http://www.theses.fr/2012LORIS277.

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Abstract:

Le principal objectif de cette thèse a été de contribuer à l'étude de la mise en œuvre par extru-sion de matériaux argileux et de la valorisation des matériaux locaux dans l'industrie du bâti-ment. Pour ce faire, des matériaux extrudables à base d'argile (kaolin) stabilisée au ciment ont été formulés. Ces formulations respectent des impératifs environnementaux, en particulier l’utilisation d’une part importante de matériaux argileux (matériau local), et sont susceptibles d’être utilisés comme matériaux de construction (critères mécaniques et thermiques). Des renforts de fibres de lin d'origine végétale ont été incorporés. Ces fibres, comme tout autre type d'inclusions, modifient les caractéristiques rhéologiques par leur effet d'encombrement. Les modifications, amplifiées par le caractère hydrophile du lin, impactent la mise en forme et ont nécessité une étude particulière. Les performances mécaniques des matériaux formulés, l'effet de l'incorporation des fibres ainsi que les bénéfices de la mise en forme par extrusion ont été décrits. Un modèle prédictif de la résistance à la compression des mortiers à forte frac-tion argileuse, basé sur la méthode de Féret, a été développé. Une modélisation de l'écoule-ment d'extrusion axisymétrique à piston des matériaux à forte fraction volumique solide a été réalisée. La modélisation proposée s'inspire de la mécanique des sols. Elle utilise une défini-tion originale du comportement d’un matériau plastique frottant avec notamment la mise en place d’une transition continue d’un comportement plastique pur à un comportement de plus en plus frottant. Finalement, les performances mécaniques et thermiques des formulations optimales ont été comparées à celles des matériaux de construction traditionnels (blocs en béton, béton, briques de terre cuite, béton cellulaire,…). Les impacts de la fabrication des ma-tériaux formulés sur l'environnement ont aussi été évalués et comparés. Il ressort de cette étude que les matériaux argileux stabilisés et extrudés constituent une alternative crédible et durable comme matériaux de construction
The main aim of this thesis was to contribute to the study of the extrusion of cement-clay paste and the valorization of local materials in order to produce extruded building bricks. To do this, extrudable cement-stabilized argillaceous materials (kaolin) have been designed. These mix designs comply with actual requirements concerning environmental impacts (use of a significant proportion of clay) and they may be used as building materials. Bio-based fibers (flax fibers) have been incorporated. As for any other type of inclusions, flax fibers modify the rheological behavior of material at fresh state. Furthermore, their hydrophilic character amplifies the changes and has required a specific study. The mechanical perform-ances of the tested mix design and the positive effect of extrusion process as well as the addi-tion of fiber have been characterized. Such as for concrete, the Féret relationship is shown to be able to predict the compressive strength assuming that kaolin acts as a high water demand aggregate. A model for stiff paste ram extrusion incorporating the filtration phenomenon and the frictional behavior of the granular packing has been developed. This model is based on the soil mechanics approach and is able to predict the transition between pure plastic behavior and frictional plastic behavior. Finally, the mechanical and thermal performances of the cho-sen eco-friendly mix designs have been compared to those of traditional building products (concrete blocks, concrete, clay bricks, AAC. . . ). Environmental impacts of these mix design have also been evaluated and compared. It appears from this study that the extrudable cement-stabilized argillaceous materials comply with legislations concerning environmental impacts thermal comfort. They are also able to present an alternative to actual building products

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Troadec, Hervé. "Texture locale et plasticité des matériaux granulaires." Montpellier 2, 2002. http://www.theses.fr/2002MON20119.

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Quittau, François. "Vers un comportement de synthèse de particules cohésives par une approche de nanomécanique." Toulouse, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAT0035.

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Abstract:

Ce travail est une tentative d'aborder le comportement mecanique de materiaux coherents a partir des connaissances fines de la matiere. Cette approche tend a donner une base physique a l'etude des lois de comportement phenomenologiques, etude qui devient particulierement difficile dans le cas de materiaux heterogenes le long de chemins de chargement thermo-hydro-mecaniques et physico-chimiques complexes. En partie 1 du memoire, on trouvera un condense des connaissances fondamentales sur la structure de la matiere, oriente vers la description des argiles qui est le materiau coherent de reference en genie civil. En partie 2, on aborde l'aspect quantitatif de la description fine de la matiere grace a la notion d'interactions entre entites atomiques et moleculaires, aspect a la base de toute tentative de modelisation. En partie 3, les donnees quantitatives de la partie 2 sont appliquees au probleme de simulation numerique de structures naturelles, en vue de valider les lois d'interactions proposees. En partie 4, sur la base des lois d'interaction de la partie 2, on aborde l'etude du comportement des structures de synthese construites en partie 3, grace a des experiences numeriques de comportement. En conclusion sont exposes les espoirs que peuvent faire naitre ces premiers resultats de nanomecanique

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Vauboin, Christophe. "Analyse et controle de la thermomaturation du béton." Perpignan, 1994. http://www.theses.fr/1994PERP0188.

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Abstract:

A l'heure actuelle, pour des raisons economiques, les composants en beton sont majoritairement prefabriques dans des unites industrielles ; les cadences de production sont accelerees en ayant recours au chauffage des pieces, afin d'activer leur durcissement: c'est le principe meme de la thermomaturation. La maitrise d'un tel procede est complexe: difficile quantification des apports et pertes energetiques, presence de reactions chimiques tres exothermiques qui induisent de forts couplages thermochimiques au sein du beton frais, l'objectif de la presente etude s'inscrit dans la thematique du genie des procedes: a partir d'une approche de modelisation, on cherche a evaluer les transferts thermochimiques dans le beton frais. Une approche systeme aboutit a la deduction de modeles phenomenologiques decrits par des equations d'etat non lineaires. La modelisation de la cinetique d'hydratation du ciment, ainsi que l'etude de l'action catalytique de la temperature, ont fait l'objet de developpements theoriques approfondis. La resolution numerique du systeme d'equations d'etat couplees a ete possible en utilisant la technique des elements finis, associee a un schema temporel de type predicteur-correcteur. Des etudes de sensibilite parametrique ont mis en evidence la forte influence des apports energetiques et de l'exothermicite d'hydratation sur la fixation des champs de temperature. Tenant compte de ces resultats, des caracterisations experimentales ont ete menees: par microcalorimetrie pour la cinetique chimique, et mesure des temperatures sur un banc de production pour quantifier le chauffage. Apres identification des parametres influents des modeles, la bonne adequation entre simulations et mesures permet de conclure positivement quant a la pertinence de l'approche systeme retenue et a la representativite des modeles proposes

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Ahmiedi, El Hadj. "Etude de la propagation des fissures en milieu viscoélastique : applications aux enrobés bitumeux." Limoges, 1994. http://www.theses.fr/1994LIMO0035.

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Abstract:

Ce travail concerne la fissuration des enrobes bitumineux utilises en construction routiere. Dans une premiere partie, nous rappelons les equations formulant la loi de comportement du materiau, dans le cadre de la viscoelasticite lineaire. Nous exposons les differentes techniques d'identification, ainsi que les procedures d'analyse des structures. En ce qui concerne ce dernier point, l'accent est mis sur deux approches: le principe de correspondance de schapery et la technique de la transformee de laplace. Le principe de correspondance est ensuite applique a la description du champ mecanique en milieu viscoelastique. On termine partie par l'etude de la vitesse de propagation en fatigue ; une loi de type paris, dont les parametres sont a identifier, est retenue. Dans seconde partie, sont presentees les differentes techniques experimentales ; cette revue generale nous a amene a mettre au point un nouvel essai, entierement concu et realise au laboratoire, adapte aux essais de fissuration des enrobes. Le dispositif experimental est decrit, ainsi que la modelisation numerique utilisee pour determiner les facteurs d'intensite de contraintes. Le couplage des mesures et de la modelisation conduit a deux procedures d'identification des parametres, en mode d'ouverture et en mode mixte. La derniere partie est consacree a la presentation des resultats concernant deux materiaux interessant notre partenaire industriel. Nous proposons une nouvelle formulation du facteur d'intensite de contraintes effectif en mode mixte, utilisant les parametres de fatigue determines en mode i, qui permet d'estimer la duree de vie d'une structure soumise au trafic et aux variations thermiques

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Tourette, Eric. "Etude mécanique et physico-chimique du contact rouleau - papier lors du calandrage." Paris, ENMP, 2007. http://pastel.paristech.org/4745/01/TheseTourette.pdf.

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Abstract:

Le calandrage consiste à faire passer, à grande vitesse, la feuille de papier entre au moins deux rouleaux, soumis à une force normale et chauffés, afin d’améliorer l’état de surface. Ce passage durant un temps inférieur à la milliseconde et sous une pression de quelques dizaines de MPa produit aussi une diminution de l’épaisseur du papier. Cette thèse étudie le comportement mécanique du papier dans un nip de calandre (zone d’emprise entre les deux rouleaux) et les interactions de surface rouleau / papier. Différents papiers destinés à l’impression - écriture sont étudiés (couché, non couché). Deux essais d’indentation sphérique de feuille de papier (chute de bille et compression quasi-statique) ont été développés et des essais de calandrage ont été réalisés. Les temps de sollicitation lors de l’essai de chute de bille sont comparables à ceux rencontrés dans un nip. L’analyse mécanique des essais permet d’établir des courbes contrainte / déformation et de suivre l’évolution du module d’élasticité « statique » avec la déformation plastique. Ces grandeurs mécaniques s’avèrent sensibles à la formulation et au conditionnement du papier, ainsi qu’au temps de sollicitation. Un modèle mécanique permet d’évaluer à partir des essais de compression quasi-statique, la largeur du nip dans des conditions statiques. L’adhésion entre la surface des papiers et les rouleaux est étudiée à partir un essai de roulement sur un plan incliné et des essais de calandrage. Les essais de calandrage ont également permis de relier l’amélioration des caractéristiques de surface à la réduction d’épaisseur du papier et de préciser comment l’état de surface du rouleau se transfère sur le papier
Calendering consists of running a sheet of paper at high pressure and speed (contact time less than 1 ms) between at least two heated rolls so as to improve the paper surface quality. However, this operation reduces paper thickness. Our study focused on the mechanical behaviour of paper in the nip and on the surface interactions between the paper and the rolls. Different grades of printing and writing paper were studied (coated, un-coated). Two spherical indentation tests on paper samples were developed (falling ball and quasi-static compression) and calendering trials were performed. The contact time in the falling ball test is equivalent to that in calendering. The mechanical interpretation of these tests and trials allows us to obtain stress / strain curves and the evolution of « static » elastic modulus with the permanent deformation. The mechanical variables are influenced by the paper formulation, conditioning and time of solicitation. Using the quasi-static compression test, a model permits to evaluate the nip width in static conditions. The adhesion between the paper surface and the rolls is studied with a rolling friction test and calendering trials. Calendering trials enable to link the improvement of paper surface properties (gloss, smoothness) to the thickness reduction and to specify how the roll surface roughness is transferred onto the paper

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Michaud, Franck. "Rhéologie de panneaux composite bois/thermoplastiques sous chargement thermomécanique : aptitude au postformage." Bordeaux 1, 2003. http://www.theses.fr/2003BOR16010.

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Abstract:

Ce travail est une étude exploratoire sur la possibilité de réaliser un composite bois polymère ou WPC, rencontrant certaines exigences, notamment la post-thermoformabilité. Nous avons élaboré un panneau composite fibre de bois/thermodurcissable/thermoplastique dans la logique d'un " éco-matériau ". Ce matériau innovant est destiné à un usage structurel ou décoratif. Il est fabriqué selon un procédé de pressage à chaud d'un matelas fibreux. La problématique de l'incompatibilité d'interface entre le bois et le thermoplastique, récurrente pour bon nombre de WPC, a été résolue grâce au développement d'une technique originale d'amélioration de l'adhésion par enrobage. Les améliorations ont permis d'obtenir des caractéristiques physico-mécaniques semblables aux panneaux de densité moyenne. La composante thermoplastique nous a permis d'octroyer une aptitude de post-thermoformabilité à ce matériau. L'analyse détaillée de la composition des panneaux WPC, de leurs propriétés à différentes températures, ainsi qu'un travail de modélisation expliquent, en partie, le comportement complexe de ce nouveau WPC
This project deals with a new type of Wood Polymer Composite (WPC) able to be post moulded. Based on wood industry processing we developed different wood/adhesive/thermoplastic fibreboards. This exploratory work leads to an innovative WPC fibreboard dedicated to structural or decorative use. In order to reach sufficient mechanical properties we managed to improve the cohesion properties. In fact, weak interfacial adhesion is a recurrent problem of all Wood/Thermoplastic products. An original coating process of MAPP onto PP fibres gave great interfacial adhesion enhancement and mechanical properties similar to MDF panels. The post thermoforming ability was measured with an original thermoforming test. These investigations, through characterisation and modelling, allowed us to determine the role of different factors and their interactions. Our post mouldable composite WPC fibreboards are porous and made-up of a fibre network which showed a complex rheological behaviour. Morphology, concentration, distribution of each components and surface interactions between them explain this behaviour

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Clavier, Germain. "Étude à l'échelle moléculaire des propriétés mécaniques des polymères semi-cristallins." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS373/document.

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Abstract:

Dans le cadre d'un projet de modélisation multi-échelle des propriétés mécaniques des polymères semi-cristallins, nous avons entrepris au cours de cette thèse une étude à l'échelle moléculaire. Les polymères semi-cristallins se caractérisent par la coexistence de phases cristalline et amorphe et la modélisation à l'échelle moléculaire de ces matériaux est un défi scientifique. En effet, l'observation expérimentale d'une interface entre le cristal et l'amorphe est encore impossible. Il est donc nécessaire de réaliser des hypothèses pour la construction de cette interface. Par ailleurs, les dimensions des molécules étudiées, les temps de relaxation associés à leur dynamique et la différence de structure entre les phases constituent des difficultés supplémentaires pour la représentation aux échelles de taille et de temps de la modélisation moléculaire. Ce travail a été structuré selon deux axes de recherche : la construction d'un modèle moléculaire de polymère semi-cristallin et la validation de différentes méthodes de calcul des constantes élastiques à l'aide de la simulation moléculaire. L'originalité de ce travail a été, d'une part, la réalisation d'une étude comparative des différentes méthodes de calcul utilisées, et d'autre part, la construction d'un modèle prenant explicitement en compte l'interface entre les phases cristalline et amorphe
As part of a project aiming to predict mechanical properties of semicrystalline polymers using multi-scale models, we did a numerical study at the molecular level during this thesis. Semicrystalline polymers are special in that they contain two phases: one crystalline and one amorphous. This makes their molecular modelling an actual scientific challenge. The interface between the phases is still not directly observable through experiment and in order to build a model of this interface, many assumptions and hypotheses are to be done. Furthermore, the length of the molecules, relaxation times associated with their dynamics and the difference of internal structure between the phases are parameters that have to be taken into consideration because of the typical scales of time and space in molecular simulation. This work is built along two axes: the construction of a molecular model for semicrystalline polymer and a review of the methods that are proposed to compute mechanical properties at the molecular scale. The originality of this work is, on the one hand, the comparative benchmark of the different computation methods, and, on the other hand, the making of a molecular model which takes explicitly in account the interface between amorphous and crystalline phases

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Rancourt-Grenier, Sébastien. "Simulation de déformation de globule rouge par des trappes optiques en trois dimensions." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/27325/27325.pdf.

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Ould, Khaoua Ahmed. "Etude théorique et numérique de problèmes de couches minces en élasticité." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20264.

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Abstract:

L'etude des couches minces en mecanique des milieux continus peut modeliser plusieurs situations mecaniques telles que le collage, les materiaux composites ou le troisieme corps en contact frottant. Le travail mene dans cette these consiste a traiter d'un point de vue theorique et numerique un probleme de couche mince en elasticite. L'etude asymptotique du probleme quand l'epaisseur de la bande et ses parametres de rigidite tendent vers zero conduit a un probleme limite avec une loi d'interface sur la surface vers laquelle tend la couche. Cette loi met en jeu les proprietes mecaniques et geometriques de la couche. La premiere partie du memoire est consacree a l'elasticite linearisee. Dans la seconde on traite un probleme analogue en grandes deformations. Les resultats numeriques des problemes poses sont coherents avec les resultats theoriques obtenus

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Parenteau, Thomas. "Modélisation micromécanique de composites thermoplastiques élastomères à matrice polypropylène." Phd thesis, Université de Bretagne Sud, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00404452.

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Abstract:

De part leur grande consommation, les pièces en élastomère vulcanisé sont une source importante de déchets. Une des voies de revalorisation de ces matériaux est leur réutilisation sous forme de particules dans des composites à matrice polymère, afin de diminuer leur rigidité et d'augmenter leur résistance aux chocs de faible énergie. Cette étude est ainsi née d'une collaboration entre le LIMATB et la Technische Universität Chemnitz, qui développe ce concept de matériaux.

L'objectif de cette étude est la caractérisation expérimentale et la modélisation du comportement mécanique de composites thermoplastiques élastomères (TPE). Ces matériaux sont composés d'une matrice en homopolymère polypropylène isotactique (PP) et de particules d'élastomère recyclées à base d'éthylène propylène diène monomère (EPDM). La nature complexe du PP nous a incité à développer un modèle micromécanique, en distinguant dans ce polymère une phase amorphe et une phase cristalline. A partir d'un motif représentatif permettant d'estimer les propriétés élastiques du PP en fonction du taux de cristallinité, un modèle micromécanique de type autocohérent généralisé est comparé à un modèle macroscopique plus simple pour décrire son comportement élastoviscoplastique. La loi de comportement des TPE est construite, via une démarche d'homogénéisation, à partir du comportement mécanique des particules d'EPDM et de la loi macroscopique déterminée pour le PP. Les prévisions des modèles sont analysées et comparées aux résultats d'essais de flexion, de traction et d'indentation. Les modèles développés ont été implantés dans le code « éléments finis » Abaqus afin de permettre le calcul de pièces industrielles.

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Kowalski, Maxime. "Développement de croisements de raidisseurs composites : technologie, modélisation et optimisation." Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10155/document.

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Abstract:

Dans le cadre du projet Européen MAPICC 3D, un nouveau procédé de production de renforts textiles pour pièces composites à géométrie complexe est conçu. Il permet de réaliser des croisements de raidisseurs en « one-shot ». Localement optimisées afin de répondre au cahier des charges mécanique établi, les structures de renfort 3D utilisées sont également continues dans toute la géométrie de la pièce. Une caractérisation multi-échelle des échantillons produits permet de corréler les paramètres du procédé à la morphologie du renfort et donc aux propriétés finales du composite. Associé à ces résultats expérimentaux, un modèle géométrique mésoscopique a été développé, il permet de générer les volumes élémentaires représentatifs des structures de renfort présentes dans le croisement de raidisseurs. Afin d’évaluer et d’optimiser le comportement mécanique homogénéisé de ces structures de renfort, une chaine numérique par éléments finis a été développée. Enfin, une comparaison macroscopique des croisements de raidisseurs permet de quantifier l’apport d’une solution composite hétérogène « sur-mesure » par rapport à une solution métallique isotrope classique
The European project MAPICC 3D aims the development of a preform manufacturing process for complex shape composite parts. It permits the "one-shot" manufacture of crossing of stiffeners. Locally optimized to meet the mechanical requirements, used 3D reinforcement structures are continuous in the whole part geometry. A multi-scale characterization of produced samples permits to correlate process parameters to reinforcement morphology and by this way to final composite properties. Linked to these experimental results, a mesoscopic geometrical model has been developed; it permits to generate the representative elementary volumes of crossing of stiffeners reinforcement structures. In order to evaluate and optimize the homogeneous mechanical behavior of these reinforcement structures, a mechanical modeling using finite elements has been developed. Finally, a macroscopic crossings of stiffeners comparison permits to quantify the benefits of an heterogeneous fitted composite solution compared to an isotropic metallic one

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Hamrat, Mostefa. "Comportement structurel du béton à hautes performances (flexion et effort tranchant)." Lorient, 2010. http://www.theses.fr/2010LORIS178.

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Abstract:

Le comportement structurel du béton à hautes performances (BHP) reste insuffisamment investigué, comparativement à la littérature abondante sur le béton ordinaire (BO). En l’absence de résultats et de données expérimentales conséquents, les modèles de conception développés pour le BO ont été extrapolés au BHP et ont donc besoin de plus de calibration. Dans ce contexte, une étude expérimentale a été conçue pour étudier le comportement structurel en flexion de 42 poutres en BO armé et en BHP armé; les essais ont été faits en flexion 4-points. Les essais sur des poutres en flexion ont montré que la capacité portante des poutres en BHP est plus élevée (6 à 20%) que celles des poutres en BO. En outre, sous un niveau de sollicitation fixé (l’état limite de service), l’emploi du BHP est plus efficace que celui du BO pour retarder l’apparition de la fissuration et, d’autre part, pour réduire fortement les ouvertures de fissures. A la ruine, on a observé également un meilleur comportement des poutres en BHP qui se sont avérées plus ductiles que les poutres en BO; la valeur moyenne de l’indice de ductilité pour les poutres en BHP est 1,37 fois celles des poutres en BO. Les essais sur la résistance à l’effort tranchant des poutres sans armatures transversales ont montré que l’accroissement de la résistance du béton (44 MPa à 85 MPa) augmente la capacité portante à l’effort tranchant d’une poutre de 7 à 14. Ce constat dénote, qu’à la difference du béton ordinaire, le mécanisme de l’effet d’engrènement des granulats est inefficace dans la capacité de résistance à l’effort tranchant d’une poutre en BHP. Les résultats d��essais ont prouvés aussi que les différentes prédictions théoriques [ACI 318, BS8110, Eurocode 2 et BAEL ] de la contribution du béton à l’effort tranchant ne reflètent pas correctement l’augmentation de la capacité de cisaillement des poutres avec de courtes portées de cisaillement (a/d  1. 5). Pour a/d  2. 0, les recommandations des modèles pour la résistance à l’effort tranchant données dans les quatre règlements sont mieux adaptés aux poutres en BO et poutres en BHP qui exhibent un comportement d’action de poutre. Des formules ont été proposées dans ce travail pour estimer la contribution du béton à la résistance à l’effort tranchant. Ces formules donnent des résultats presque semblables à l’Eurocode-2, notamment pour les poutres en BHP. En ce qui concerne les poutres avec armatures transversales, une rupture fragile par fissuration diagonale est assumée pour les poutres contenant  =2. 4 % (à l'exception des poutres ayant a/d =3. 0) et ce quel que soit le type de béton. Par contre, une rupture ductile se produit pour les poutres faiblement armées ( =1. 2 %) (à l'exception des poutres ayant a/d =1. 5) pour les deux types de béton (BO et BHP). Par ailleurs, la capacité portante en effort tranchant n’est que faiblement améliorée (20 à 50%), et ce contrairement aux orientations des règlements considérés dans ce travail qui prédisent une amélioration signifiante variant de 85 à 220%
The structural behaviour of high performance concrete (HPC) remains insufficiently investigated, compared to the abundant literature on the ordinary concrete (OC). In the absence of results and experimental data consequent, the design models developed for the OC have been extrapolated to HPC and therefore needs more calibration. In this context, an experimental study was conceived to study the structural behaviour of 42 reinforced concrete beams with OC and HPC; the tests were made in 4 points bending. The tests on beams in bending showed that the strength capacity of beams in HPC is higher (6 to 20%) than those of beams in OC. In addition, under a given load level (the serviceability limit state), the use of HPC is more efficient than the OC to delay the cracking occurrence and, hence, to strongly reduce the cracks widths. At failure, it was also observed a better behaviour of beams in HPC that were more ductile than beams in OC; the average value of the ductility index for beams in HPC is 1. 37 times those of the beams in OC. The tests on strength capacity of beams without transverse reinforcement showed that increasing the compressive strength (44 MPa to 85 MPa) increases the shear capacity of a beam from 7 to 14. This finding indicates that, unlike the ordinary concrete, the aggregate interlock mechanism is ineffective in the strength capacity of a beam in HPC. The test results also proved that the different theoretical predictions [ACI 318, BS 8110, Eurocode 2 and BAEL] of the contribution of the concrete to the strength capacity do not accurately reflect the increase in shear capacity of beams with shorter shear spans (a/d  1. 5). For a/d  2. 0, the recommendations of the models for the shear capacity given in the four codes are better suited to beams in OC and beams in HPC which exhibit ‘beam action’ behaviour. New Formulae have been proposed in this work to estimate the contribution of concrete to the shear capacity. These formulae give results almost similar to Eurocode-2, especially for the beams in HPC. Regarding the beams with transverse reinforcement, brittle fracture by diagonal cracking occurred in beams containing  = 2. 4% (except for the beams with a/d = 3. 0) and this for the two types of concrete. On the other hand, a ductile failure occurs for the slightly reinforced beams ( = 1. 2 %) (except for the beams having a/d = 1. 5) for the two types of concrete (OC and HPC). Moreover, the shear capacity is only slightly improved (20 to 50%); this in contradiction with the orientations of the codes considered in this work which predict a significant improvement varying from 85 to 220%

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Nounah, Hassan. "Modélisation et caractérisation des matériaux à gradient de propriétés mécaniques par des méthodes microacoustiques." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20117.

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Abstract:

Si actuellement les methodes quantitatives d'analyse en microscopie acoustique sont largement developpees sur des echantillons ayant une structure quasi-homogene, et dont les proprietes acoustiques ne varient pratiquement pas au voisinage de la surface, il n'en est pas de meme pour les materiaux ayant un gradient dans leurs proprietes mecaniques. C'est pour cela que nous avons developpe une importante etude aussi bien theorique que experimentale pour modeliser et caracteriser ces materiaux par des methodes microacoustiques. Sur le plan theorique, nous avons propose une methode originale de modelisation: elle est basee sur la subdivision du materiau a gradient en un nombre de couches suffisamment important pour que les parametres acoustiques varient de facon quasi-continue en fonction de la profondeur z suivant le profil du gradient considere. Ensuite, une etude fondamentale detaillee sur les courbes de dispersion pour differents couples de materiaux est presentee. L'analyse de ces courbes nous a permis de mettre en evidence deux points importants qui sont, suivant le couple de materiaux etudie: le point d'inflexion et le maximum de la courbure. Afin de completer cette etude, nous nous sommes interesses au probleme inverse qui nous permet, grace a ces points, de retrouver les caracteristiques physiques des materiaux a gradient. Les resultats experimentaux obtenus sur des echantillons d'acier, de verre et de materiaux metal/semi-conducteurs (in/gasb) ont confirme les previsions theoriques

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Castonguay, Vincent. "NorSand-aUL : une loi de comportement améliorée pour la modélisation des sables sous sollicitations statiques et cycliques." Doctoral thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/66586.

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Abstract:

Cette thèse de doctorat porte sur la modélisation numérique du comportement des sables à l'aide de la loi de comportement NorSand-aUL. Cette loi, développée dans le cadre de ce projet de recherche, est une évolution du modèle NorSand spécifiquement adaptée à la modélisation du comportement des sables soumis à des sollicitations cycliques. La révision des performances de NorSand sous différents types de sollicitations (triaxial compression, cisaillement simple statique et cyclique, cisaillement à direction et ratio des contraintes principales contrôlés) a permis l'identification de certains points faibles du modèle, rendant ses modélisations du comportement des sables sous sollicitations cycliques insatisfaisantes. Afin de corriger ces lacunes, deux groupes de modifications ont été proposés. D'abord, la théorie de l'état critique anisotrope a été implémentée dans NorSand, afin d'y créer une dépendance vis-à-vis du type et de la direction des chargements. Cette modification a grandement amélioré les performances du modèle pour la modélisation du comportement encisaillement simple statique. La deuxième modification proposée s'est articulée autour de la formulation d'une nouvelle mécanique de génération de la plasticité lors du déchargement des sables. L'existence d'une deuxième surface de plasticité, nichée à l'intérieur de la surface de plasticité originale de NorSand, a été postulée. Les capacités de modélisation d'une version de NorSand incorporant cette nouvelle mécanique ont été confirmées grâce à la modélisation d'essais triaxiaux drainés et non drainés comprenant des phases de déchargement. Les deux modifications proposées au modèle NorSand au cours de ce projet de recherche ont finalement été agrégées pour mener à la formulation de NorSand-aUL. Ce nouveau modèle a été utilisé pour la modélisation d'essais de cisaillement simple cyclique effectués sur deux sables. Ces modélisations ont démontré les gains réalisés, particulièrement pour les essais effectués sur sable lâche, par rapport aux performances antérieurement obtenues à l'aide de la version originale de NorSand. Des axes de recherche future ont été proposés afin d'améliorer les performances de NorSand-aUL, notamment pour la modélisation du comportement des sables denses soumis à des sollicitations cycliques.
This PhD thesis deals with the numerical modelling of sand behaviour using the NorSandaUL constitutive law. This law, developed as part of this research project, is an evolution ofthe NorSand model specifically adapted to the modelling of sand behaviour under cyclicloading. The review of NorSand's performance under various types of loading (triaxial compression, static and cyclic simple shear, fixed principal stress direction and fixed principal stress ratio) has allowed the identification of certain weak points in the model, making its behaviour modellings under cyclic loading unsatisfactory. In order to address these short comings, two groups of modifications were proposed. First, the anisotropic criticalstate theory was implemented in NorSand, in order to create a dependency on the type and direction of loading. This modification greatly improved the performance of the model for predicting static simple shear behavior. The second proposed modification focused on the formulation of a new mechanics for the generation of plasticity during unloading. The existence of a second yield surface, nested within the original NorSand yield surface, was postulated. The modelling capabilities of a version of NorSand incorporating this new mechanics were confirmed by satisfactory modelling results of drained and undrained triaxialtests which included unloading phases. The two modifications to NorSand proposed over the course this research project were eventually aggregated to lead to the formulation of NorSand-aUL. This new model was used to model cyclic simple shear tests for two sands. These modelling results demonstrated the gains made, particularly for tests conducted on loose sands, compared to the performance previously obtained using the original version of NorSand. Areas for future research were proposed to improve the performance of NorSandaUL, particularly in modelling the behaviour of dense sands under cyclic loading.

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Chazallon, Cyrille. "Modélisation du comportement mécanique de géomatériaux cimentés." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1996. http://www.theses.fr/1996ECAP0517.

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Abstract:

Afin de modéliser le comportement mécanique de géomatériaux cimentés sous chargements monotones, un modèle élastoplastique couplé avec un modèle élastique avec endommagement a été développé. Ce modèle va prendre en compte les aspects cohérents et frottant de ces matériaux. Les principes à la base du modèle sont présentés ainsi que l'interprétation physique des paramètres qui ont été utilisés. Afin d'illustrer les capacités du modèle à reproduire le comportement mécanique des géomatériaux cimentés, nous avons simulé des essais triaxiaux sur différents matériaux : une argile profonde cimentée dont l'hétérogénéité des échantillons est liée à la quantité de carbonate de calcium contenue dans l'échantillon, un assemblage de billes de verre frittées et un sable artificiellement cimenté. Pour ce dernier, les différentes contraintes de confinement nous permettent de mettre en évidence la transition fragile - ductile qui a été modélisée en introduisant la contrainte moyenne effective dans la loi d'évolution de l'endommagement. Nous démontrons que les paramètres de chacune des parties du modèle peuvent être adaptés pour reproduire les tendances observées. Pour des liens peu rigides, la partie élastoplastique joue le rôle prédominant, tandis que pour des liens très rigides la partie élastique avec endommagement gouverne le comportement mécanique. Enfin, dans l'optique de mettre en évidence le rôle de la cimentation dans un sable lors de la liquéfaction, nous avons réalisé des simulations de chargements cycliques pour divers degrés de cimentation.

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Delalleau, Alexandre. "Analyse du comportement mécanique de la peau in vivo." Saint-Etienne, 2007. http://www.theses.fr/2007STET4003.

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Abstract:

La structure particulièrement fine de la peau, sa composition complexe et sa variabilité suivant les individus et les zones du corps, en font un système mécanique extrêmement difficile à étudier. Pourtant, son analyse est primordiale pour divers domaines tels la dermatologie, la chirurgie, la simulation des crashs automobiles, et la cosmétique, qui constitue notre champ d'investigation. Le premier objectif de ce travail est de définir une méthode originale d'identification des propriétés mécaniques de la peau humaine. Cette dernière se doit d'être commune à l'ensemble des essais réalisés sur la peau, afin de permettre des comparaisons directes entre ces différentes expérimentations. Le deuxième objectif de cette approche concerne le développement des lois mécaniques spécifiques attestant du caractère complexe du tissu cutané permettant toutefois des analyses phénoménologiques. Dans ce but, des lois de comportement simples, mais néanmoins pertinentes vis-à-vis du cadre de l'étude, sont développées afin d'analyser les aspects non linéaires, viscoélastiques et incompressibles de la peau. Le troisième objectif de cette étude est relatif à la robustesse de l'approche proposée. Afin d'effectuer une identification systématique des courbes expérimentales suivant les lois de comportement définies, une combinaison des avantages de différents algorithmes d'optimisation est réalisée. Finalement, nous nous sommes intéressés à définir une méthode d'identification flexible pouvant être utilisée par tout un chacun. Un système particulier de bases de données numériques permet de définir un processus d'identification indépendant, dans sa version finale, de tout calcul éléments finis
The mechanical properties of the skin are of potential interest in the identification of certain diseases, for assessing therapeutic intervention, or for predicting the effect of a trauma. Such an analysis is a key investigation for surgery, for dermatology and for cosmetic studies to draw relationships with the sex or the age of an individual. First of all, this study aims at presenting a new identification method to assess the mechanical properties of human skin. Since skin needs to be studied in vivo, various experimental tests were designed and several models which are usually based on different assumptions have been proposed. The advantage of this method is that it can be used to deal with any kind of mechanical tests. It is thus able to distinguish the best experimental devices and to explain the disparity of the measurements usually shown by literature. This work then focuses on the analysis of the complex mechanical properties of the skin through specific behaviour laws. The nonlinear, viscoelastic and incompressible aspects of the skin are for example tackled. The third purpose of this analyze concerns the reliability of the proposed method. Clinical studies are performed with a large number of measurements. To draw reliable conclusions, the identification of the mechanical properties must succeed in every case. The reliability of the proposed algorithm is ensured through the coupling of different optimization techniques. Finally, the main advantage of this approach, which shows a close concept to the one of design of experiments and response surfaces, consists in using a FEM-free optimization procedure that can be used easily by medical practitioners

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Farah, Ahcène. "Contribution à la modélisation mathématique de la biomécanique de la pompe cardiaque : application à l'analyse des déformations pathologiques du ventricule gauche." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1989. http://www.theses.fr/1989NAN10405.

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Abstract:

A partir d'images du ventricule gauche (VG), deux modèles mathématiques ont été développés pour l'étude des troubles de la contractilité ; l'un géométrique modélise le comportement du VG en cas d'akinésie et de dyskinésie, l'autre à éléments finis traite de la dyskinésie. Une autre méthode d'analyse, à l'aide de ces modèles, est proposée pour: 1) l'étude de la fraction d'éjection (FE) du VG en fonction de la surface atteinte et de son élasticité effective ; ceci donne une FE <0. 30 pour un rapport d’atteinte totale supérieur à 21%. 2) l'étude des variations des paramètres de l'extension paradoxale en phase d'éjection par rapport à la phase de contraction isovolumique ; les résultats obtenus montrent que la poche créée par l'extension est entrainée lors de l'éjection, et que dans cette dernière phase la variation de ses dimensions est quasiment négligeable. 3) la détermination du module de Young pour une région du myocarde à contractilité anormale ; ce module peut être employé comme paramètre de diagnostic. La comparaison des résultats des deux modélisations (géométrique et numérique), montre que le modèle géométrique donne des résultats légèrement supérieurs à ceux du modèle à éléments finis (différence voisine de 4%). Ces modèles laissent apercevoir des perspectives d'optimisation en vue d'une utilisation directe en routine clinique

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Matadi, Boumbimba Rodrigue. "Élaboration, caractérisation et étude du comportement mécanique des nanocomposites polymères-argiles." Strasbourg, 2009. http://www.theses.fr/2009STRA6195.

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Abstract:

Les nanocomposites polymères/argiles sont une nouvelle classe de matériaux constituée d’une phase organique (polymère) et d’une phase inorganique (argile). Comparés aux polymères et aux composites conventionnels, ces matériaux présentent des propriétés nettement améliorées et ceci à des concentrations en nanocharge très faibles (entre 1 et 5%). Cette amélioration des propriétés concerne aussi bien les propriétés thermiques (stabilité thermique, température de transition vitreuse, tenue au feu), de barrières, que les propriétés mécaniques dans certains cas (module d’Young, contrainte d’écoulement). L’amélioration des propriétés est liée à la bonne dispersion des nano-plaquettes d’argile dans la matrice polymère et au type de morphologie obtenu après mélange (intercalée ou exfoliée). Ce travail de thèse a pour but d’établir une corrélation entre nanostructure et propriétés thermomécaniques des nanocomposites. Pour ce faire nous avons tout d’abord élaboré des nanocomposites à base de poly (méthacrylate de méthyle) (PMMA) et d’argile organophile (cloisites 20A (C20A) et 30B (C30B)) en utilisant la technique de mélange à l’état fondu. La seconde partie de notre étude a consisté à caractériser (état de dispersion et propriétés thermomécaniques) les deux nanocomposites obtenus. Enfin dans la troisième partie de notre travail, nous avons proposé des modèles micromécaniques pour décrire la contrainte d’écoulement et le module d’Young en prenant en compte les effets de la vitesse de déformation, de la température, et de la concentration en nanocharge. Les résultats de caractérisation de la dispersion et de la morphologie par microscopie électronique en transmission (MET) et par diffraction des rayons X (DRX) ont montré une bonne dispersion des deux cloisites dans la matrice PMMA, le système PMMA/C30B présentant une morphologie exfoliée. Le système PMMA/C20A présente une structure exfoliée à faible concentration (entre 1 et 2%), et intercalée au delà. En ce qui concerne les propriétés thermomécaniques, nous observons une augmentation du module d’Young et de la contrainte d’écoulement avec la concentration en nanocharge pour les deux nanostructures. Nous notons également une augmentation de la température de transition vitreuse et une amélioration de la stabilité thermique du PMMA en présence des cloisites. Les modèles micromécaniques utilisés prédisent correctement la contrainte d’écoulement et le module d’Young
Polymers clay nanocomposites are a news class of materials composed by an organic phase (polymer) and an inorganic phase (clay). These materials could have unique properties, compared to pure polymers, or conventional composites, and that just for a few amount of clay (between 1 and 5wt %). This performance improvements concerns high thermal stability, high heat distortion, excellent barriers properties against gas and water, high Young’s modulus and yield stress. The enhancement in properties is due to a good dispersion of the organoclay in the polymer matrix and the final nanostructure of the material (intercalated, or exfoliated). This work aims to establish a correlation between the nanostructure and thermo mechanical properties of nanocomposites. To do this, we first prepared poly (methyl methacrylate) (PMMA) based organoclay (C30B, C20A) nanocomposites, using the melt intercalation technique. The second part of our study was to characterize (state of dispersion, morphology and thermo mechanical properties) the two nanocomposites obtained. In the third part of our work, we propose some micromechanical models to describe the yield stress and Young’s modulus, by taking to account of temperature, strain rate, and organoclay concentration effects. Transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction (XRD) showed a good dispersion of both C30B and C20A in the PMMA matrix. The nanocomposite PMMA/C30B presents an exfoliated morphology, and the nanocomposite PMMA/C20A an exfoliated structure at low concentration (1wt %, 2wt %), and an intercalated morphology beyond 2wt%. Regarding the thermo mechanical properties, we observed an increase of both Young’s modulus and yield stress with increasing organoclay concentration for the two nanocomposites. We also note an increase of the glass transition temperature, and an improved thermal stability of nanocomposites compared to that of the pure PMMA. The micromechanical models used, correctly predict the yield stress and Young’s modulus

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Sellier, Damien. "Analyse numérique du comportement mécanique d'arbres sous sollicitation aérodynamique turbulente." Bordeaux 1, 2004. http://www.theses.fr/2004BOR12911.

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Abstract:

Tempêtes et ouragans causent des dégâts considérables dans les forêts de plantation du globe, entraînant ainsi des pertes économiques sévères. La question de la tenue aérodynamique du système aérien de l'arbre est centrale pour déterminer les risques de ruine lors de tels événements. Un modèle de dynamique non-linéaire des structures basé sur la Méthode des Eléments Finis a été développé afin d'évaluer le comportement mécanique de l'arbre soumis à l'écoulement atmosphérique, de nature turbulente en milieu forestier. L'analyse numérique est nécessaire pour appréhender toute la variabilité et la complexité de l'architecture aérienne des arbres. Les oscillations libres de trois jeunes Pins maritimes (Pinus Pinaster Ait. ) sont caracterisées experimentalement et par des simulations numériques. L'influence de la morphologie des sujets est prise en compte. En outre, le modèle est appliqué à un Epicéa de Sitka (Picea Sitchensis) sous forçage aérodynamique. Enfin, la méthode des plans d'expérience est employée pour identifier les facteurs clés affectant la stabilité d'un Pin maritime soumis à un vent simulé. Les paramètres étudiés sont les caractéristiques géométriques et matérielles de la structure. Les résultats mettent en évidence l'aptitude du modèle à prédire les caractéristiques dynamiques d'arbres réels. Ils confirment de plus l'incidence de l'architecture aérienne sur les mouvements de l'arbre induits par le vent.

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Hurez, Anita. "Modélisation du comportement de stratifiés avec prise en compte de l'évolution de l'endommagement à l'aide d'un élément de plaque incluant les effets de cisaillement transversal." Compiègne, 1993. http://www.theses.fr/1993COMPD564.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est le développement d'un modèle de calcul par éléments finis du comportement en statique des matériaux stratifiés métal-composite (élasticité, plasticité, endommagement) avec validation expérimentale. On a utilisé un élément fini de plaque de membrane-flexion quadrangulaire incluant les effets de cisaillement transversal. Le comportement d'une couche est considéré soit isotrope élastoplastique (métal), soit isotrope transverse élastique endommageable (composite). On utilise un modèle d'endommagement basé sur l'approche de Ladevèze et col. Associant la dégradation du composite aux mécanismes de décohésion fibre-matrice et de fissuration de la matrice. En chaque point de calcul dans l'épaisseur de chaque couche, les contraintes, les déformations plastiques ou les variables d'endommagement sont obtenues à l'aide d'une méthode implicite. L'algorithme de résolution itératif utilisé est celui de Newton-Raphson. On a appliqué notre modèle à l'étude du comportement des stratifiés ARALL et GLARE. L'identification des lois de comportement a été réalisée sur des essais de traction sur les matériaux de base des différentes configurations. Des essais de traction et de flexion pour différentes orientations de fibres ont permis de montrer une bonne concordance entre les calculs et l'expérience.

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Mrad, Mohamad. "Modélisation du comportement hydromécanique des sols gonflants non saturés." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Lorraine - INPL, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011442.

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Abstract:

Les sols gonflants compactés sont largement utilisés dans de nombreuses applications, notamment en géotechnique et en géotechnique de l'environnement. Après leur mise en place, ces matériaux risquent d'être soumis à des sollicitations hydriques et/ou mécaniques complexes qui peuvent entraîner de fortes modifications de leurs propriétés hydromécaniques susceptibles de mettre en cause leur fonctionnement initial. Il est donc important de prévoir le comportement hydromécanique de ces matériaux compte tenu des applications sensibles auxquelles ils sont destinés.
L'équipe de Barcelone a développé un code de calcul aux éléments finis (Code_Bright) pour l'analyse des problèmes couplés (THM) dans des géomatériaux, avec l'intégration du modèle élastoplastique (BBM) pour les sols non saturés non gonflants. Ce modèle est capable de décrire correctement le comportement hydromécanique des sols non saturés mais ne tient pas compte de quelques aspects particuliers observés sur des sols gonflants. Un deuxième modèle (BExM) a été alors proposé pour prendre en considération ces aspects.
L'objectif principal du travail présenté ici est : (i) d'implanter le modèle élastoplastique BExM pour les sols gonflants non saturés dans le code de calcul aux éléments finis Code_Bright ; (ii) de valider le modèle numérique à partir d'essais réalisés au laboratoire sur des sols gonflants ; et (iii) d'appliquer ce modèle aux simulations des problèmes pratiques. Pour atteindre cet objectif, une nouvelle famille de procédures numériques adaptées au modèle BExM a été introduite dans le code. L'équation de la fonction de charge de ce modèle pour un état donné de contrainte déviatorique a été déterminée de manière à faciliter les calculs de ses dérivées. La validation numérique du modèle a été vérifiée par des simulations numériques d'essais œdométriques à succion contrôlée, réalisées sur trois sols gonflants différents. Les résultats des simulations numériques de ces essais ont montré les aptitudes du modèle numérique implanté à reproduire correctement les résultats expérimentaux. Enfin, le modèle a été appliqué à deux problèmes pratiques : le stockage de déchets radioactifs dans les couches géologiques profondes et l'effet du retrait-gonflement du sol sur une fondation superficielle. Les résultats obtenus ont montré la capacité du modèle implanté à modéliser des problèmes couplés hydromécaniques.

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Vandenbroucke, Aude. "Étude du comportement mécanique pour différentes températures d'un élastomère : caractérisations expérimentale et numérique." Lorient, 2010. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00836556.

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Abstract:

L'objectif de cette étude est de développer un modèle de comportement adapté pour reproduire le comportement mécanique de l'élastomère avec l'évolution de la température. Pour réaliser cette étude, un travail expérimental préliminaire est effectué pour mettre en évidence les différents phénomènes mécaniques présents pour le matériau avec l'évolution de la température. Le matériau étudié est un élastomère synthétique fluoro-carboné (FKM), le Viton. Cet élastomère possède d'excellentes performances aux hautes températures et aux agressions chimiques. Ses propriétés sont utilisées pour diverses applications comme l'étanchéité, l'amortissement, l'isolation, etc. La caractérisation mécanique du matériau est réalisée à l'aide des essais classiques de traction et compression ainsi que des essais de relaxation sur une plage de température allant de -40°C à 100°C. Les essais de chargement cyclique mettent en évidence une présence non négligeable de l'hyperélasticité pour les élastomères. Les essais de relaxation nous permettent de décrire la viscosité du matériau. De plus, des essais de chargement interrompus par des relaxations ont aussi été effectués, pour différents taux de déformation avec des temps de relaxations de 900s. Ils font apparaître un équilibre hystérétique démontrant la présence de l'hystérésis pour notre matériau. Dans cette étude, nous avons fait le choix de ne considérer que la plage de température de -8°C à 100°C pour reproduire correctement le comportement du matériau. Le modèle utilisé est une loi de comportement phénoménologique basée sur une décomposition additive des puissances. Le modèle est constitué de trois contributions de contrainte: l'hyperélasticité, la viscosité et l'hystérésis. Ce modèle sera nommé Hyperélasto-Visco-Hystérésis (HVH) où la contribution hyperélastique est prise en compte à l'aide de potentiel phénoménologique de Hart-Smith. La viscosité est décrite à l'aide du modèle de Maxwell généralisé et la contribution hystérétique est prise en compte à l'aide d'un modèle original. Au cours de cette étude nous considérons simplement le premier cycle de chargement de notre matériau. Une méthode d'identification a été mise en place pour permettre de mieux prendre en compte les différentes contributions du modèle. Les identifications des paramètres matériau sont réalisées pour des isothermes comprises dans la plage de température étudiée. La validation du modèle sera dans un premier temps testé à température ambiante sur un cas de chargement industriel d'un joint en relaxation. Pour valider le modèle en fonction de la température nous simulons différents cas de chargement en isotherme. Ensuite, la simulation d'un essai de relaxation en compression subissant des cycles de températures est réalisée pour confronter le modèle à un calcul dépendant de la température
The objective of this study is to develop a model to reproduce the elastomer mechanical behaviour function of the temperature. For this study, preliminary experimental work is performed to highlight the different mechanical phenomena to present the material with changing temperature. The studied material is a fluoro-carbon synthetic elastomer (FKM), Viton. This elastomer has excellent performance at high temperatures and chemical attacks. Its properties are used for various applications such as sealing, damping, isolation, etc. The mechanical characterization of materials is performed using conventional tension, compression and relaxation tests on a range of temperatures from -40°C to 100°C. The cyclic loading tests reveal a significant presence of hyperelasticity for elastomers. The relaxation tests enable us to describe the viscosity of the material. In addition, loading tests interrupted by relaxations have also been carried out for different strain rates with relaxation times of 900s. They show equilibrium hysteresis demonstrating the presence of hysteresis for our material. In this study, we have chosen to consider only the temperature range from -8°C to 100°C to reproduce correctly the material behaviour. The model is a phenomenological constitutive model based on an additive decomposition of powers. The model consists of three stress contributions: hyperelasticity, viscosity and hysteresis. This model will be named Hyperelasto-visco-hysteresis (HVH) where the contribution is taken into account hyperelastic using phenomenological potential of Hart-Smith. The viscosity is described using the generalized Maxwell model and the hysteretic contribution is taken into account using an original model. In this study we consider only the first loading cycle of our material. A method of identification has been established to better take into account the different contributions of the model. The identification of material parameters for isotherms are performed in the range of temperature studied. Validation of the model will be initially tested at room temperature on a loading case of industrial gasket relaxation. To validate the model as a function of temperature we simulate different cases of loading isotherm. Then, the simulation of a relaxation test in compression undergoing temperature cycles is performed to compare the model to calculate temperature dependent

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Bouchart, Vanessa. "Étude expérimentale et modélisation micromécanique du comportement et de l'endommagement des élastomères renforcés." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-Bouchart.pdf.

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Abstract:

Les élastomères renforcés ou plus généralement les composites à matrice élastomérique sont largement utilisés dans divers domaines industriels. La maîtrise du comportement de cette classe de matériaux repose sur une bonne compréhension des mécanismes de déformations en jeu ainsi que des relations microstructure-comportement mécanique macroscopique. De plus, il est nécessaire de développer des modélisations adéquates du comportement qui traduisent le lien avec la microstructure hétérogène. Un moyen efficace de répondre à cette demande est de mettre en œuvre des méthodes d'homogénéisation non linéaire permettant la détermination des réponses macroscopiques des composites hyperélastiques soumis à de grandes déformations. L'objectif de ce travail de thèse est de prédire le comportement non linéaire et l'endommagement des composites hyperélastiques à microstructure aléatoire. On présente d'abord l'approche d'homogénéisation du second ordre retenue pour cette étude et on décrit les algorithmes développés pour mise en œuvre de cette approche dans un contexte 3D. Afin de fournir une évaluation rigoureuse de la méthode d'homogénéisation non linéaire et de sa mise en œuvre, on procède à des comparaisons de ses prédictions, d'abord avec des simulations éléments finis puis avec des données d'expériences réalisées sur un composite EPDM/PP dans le cadre de la thèse. Cette dernière confrontation a motivé la nécessité d'incorporer des mécanismes d'endommagement dans la loi de comportement micro-macro proposée. Une validation du modèle complet permet d'en illustrer les capacités prédictives pour l'EPDM/PP.

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Wrotecki, Christian. "Relations entre la morphologie de la phase dispersée et les propriétés mécaniques dans les polystyrènes chocs." Compiègne, 1987. http://www.theses.fr/1987COMPD065.

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He, Ji. "Modèle numérique équivalent pour les propriétés hydro-mécaniques des roches fracturées." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10038/document.

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Abstract:

Le travail de thèse concerne le développement d'un modèle numérique pour la détermination des propriétés hydromécaniques équivalentes pour les roches fracturées. Le rapport de thèse est organisé en 7 chapitres. Le premier chapitre décrit les objectifs de la thèse et présente brièvement une synthèse des travaux réalisés sur les roches fracturées. L'accent est mis sur l'Élément Composite et la détermination des propriétés hydrauliques et mécaniques équivalentes des roches fracturées. Le second chapitre présente les outils utilisés dans le travail de thèse, à savoir la méthode des éléments finis, l'Elément Composite, le couplage écoulement/contraintes, le Réseau de Neurones Artificiels et la méthode de Monte-Carlo. Le troisième chapitre présente le concept de la méthode numérique proposée pour obtenir les propriétés hydrauliques équivalentes des roches fracturées. Elle décrit aussi les données nécessaires à ('application de cette méthode, à savoir celles sur les fractures dominantes. Les chapitres 4 et 5 présentent la détermination des propriétés hydrauliques et mécaniques équivalentes des roches sans prendre en compte le couplage contraintes/écoulement. Le 6ème chapitre présente la détermination des propriétés hydrauliques équivalentes en considérant le couplage contraintes/écoulement. Ce chapitre comporte également la construction d'une base de données sur l'influence du couplage contraintes/perméabilité sur les propriétés hydrauliques équivalentes. Le dernier chapitre décrit un procédé basé sur une combinaison des approches implicite et explicite pour l'analyse d'un barrage poids. Les données de la méthode implicite sont déterminées en utilisant la méthode numérique proposée dans ce travail
This thesis concerns the use of the "Numerical Test System" for the determination of the equivalent hydraulic and mechanical properties of fractured rock masses. The thesis is composed of 7 chapters. The first chapter describes the objective of the thesis and briefly presents the previous studies conducted on fractured rock masses, with a particular focus on the Composite Element Method as weil as the estimation of the equivalent hydraulic and mechanical properties of fractured rocks. The second chapter presents the tools used in the thesis development, namely the finite element method, the composite element method, the coupling theory, the artificial neural network and the Monte Carlo Method. The third chapter presents the concept of the "Numerical Test System (NTS)" for determination of the equivalent hydraulic properties offractured rock. This method requires field data on dominating fractures. Chapters 4 and 5 present the determination of the equivalent hydraulic and mechanical properties and the relevant REYs neglecting the seepage/stress coupling. The 6th chapter presents the determination of the equivalent hydraulic properties considering seepage/stress coupling. This Chapter also establishes a stress/permeability database for describing the relationship between stresses and the equivalent hydraulic property. The last chapter describes a procedure based on a combination of the implicit and explicit approaches for the analysis of a grravity dam. The eqivalent properties of the implicit method are determined using the NTS

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Dissertations / Theses on the topic 'Coke – Propriétés mécaniques – Modèles mathématiques'

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