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Dissertations / Theses on the topic 'Coques (Ingénierie)'
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Iosifescu, Oana. "Modèles non linéaires de coques : théorèmes d'existence et de régularité analyse limite lorsque la coque devient une plaque." Paris 6, 1995. http://www.theses.fr/1995PA066499.
Full textAbstract:
Cette thèse comporte quatre parties. Dans la première partie on présente un théorème d'existence et d'unicité local pour le modèle bidimensionnel de coque non linéaire de w. T. Koiter, dont la démonstration repose sur le théorème des fonctions implicites. A cette fin on établit d'abord un résultat de régularité pour la solution faible du modèle linéaire bidimensionnel de coque de w. T. Koiter. Dans la deuxième et troisième partie on considère le modèle non linéaire bidimensionnel de coque faiblement courbee de koiter. Dans la deuxième partie on établit un théorème d'existence pour la solution de ce modèle, par minimisation de la fonctionnelle d'énergie, lorsque les forces appliquées sont suffisamment petites. Dans la troisième partie on montre un théorème d'existence et de régularité pour la même solution, lorsque les forces appliquées sont normales à la surface moyenne de la coque. Dans la quatrième partie on considère les modèles non linéaires bidimensionnels de coque faiblement courbee de marguerre-von karman et w. T. Koiter en l'absence de forces tangentielles. On considère une coque de surface moyenne s et d'épaisseur 2. On montre que, pour chacun de ces modèles, lorsque la surface s converge dans un sens précis vers un domaine plan, c'est-à-dire lorsque la coque devient une plaque de même épaisseur 2, le déplacement transverse des points de la surface moyenne de la coque converge dans h#2 vers le déplacement transverse donne par les équations de von karman
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Jibawi, Ali. "Optimisation structurale de coques minces composites stratifiées." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066633.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèses s'inscrivent dans le cadre d'un projet de recherche dont le but est de développer et de mettre en œuvre une méthodologie et des outils numériques de conception optimale de structures composites de type coques stratifiées. Cette méthodologie s'articule en deux étapes : l'optimisation structurale et la conception optimale des stratifications. Les travaux de cette thèse s'inscrivent dans le cadre de l'optimisation structurale dont le but est de maximiser la rigidité globale de coques composites stratifiées. En élasticité linéaire, la maximisation de la rigidité globale de coques est réalisée en minimisant la compliance (ou travail des efforts extérieurs). La reformulation du problème d'optimisation par une approche de double minimisation de l'énergie complémentaire aboutit à un algorithme d'optimisation convergent qui repose sur deux étapes de minimisations : locale et globale. Dans le cas de plaques composites stratifiées d'épaisseur totale constante sous chargement de membrane ou de flexion, la distribution optimale de l'anisotropie distribuée est obtenue en utilisant la représentation par invariants polaires des tenseurs de rigidité, qui permet de considérer l'ensemble des stratifications possibles lors de l'optimisation. La formulation du problème d'optimisation développée dans le cas des coques minces stratifiées débouche sur l'écriture du critère d'optimisation suivant une forme similaire à celle des plaques, ce qui permet d'étendre l'utilisation de l'algorithme au cas des coques. La résolution du problème de la maximisation de la rigidité de coques composites stratifiées avec prise en compte du cisaillement transverse est réalisée en utilisant des stratifications spécifiques, les stratifications à couches orthogonales et les stratifications à couches alternées
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Abdelmoula, Radhi. "Flambage des coques cylindriques sous pression : influence des conditions aux limites et des défauts." Metz, 1989. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1989/Abdelmoula.Radhi.SMZ8913.pdf.
Full text
4
Dominicy-Lenoble, Eric. "Plasticité de coques périodiques en grandes transformations." Aix-Marseille 2, 1999. http://www.theses.fr/1999AIX22091.
Full text
5
Hatem, Khaled. "Flambage plastique des coques de révolution sous pression interne." Metz, 1993. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1993/Hatem.Khaled.SMZ9329.pdf.
Full textAbstract:
Les coques de révolution et en particulier les coques de type torisphérique ou elliptique flambent localement, sous une pression interne. Pour prévoir correctement les charges critiques de flambage, le calcul de ce flambage est effectué en plasticité. Les pressions critiques sont ainsi déterminées numériquement sur des modèles classiques de la plasticité, en utilisant un code de calculs. Souvent cette étude de dimensionnement au flambage, prendra un temps calcul important. Le mieux est d'avoir une bonne estimation de la pression critique de flambage en utilisant des équations analytiques. C'est pour cela qu'une nouvelle méthode simplifiée de calcul de flambage a été introduite et développéeShells of revolution and in particular, torispherical or elliptical shells present a local buckling under internal pressure. To predict correclty the critical loads, the plastic buckling has been considered. Thus, the critical pressure has been determined numerically, using classical models of plasticity and numerical code. Often this computation (torispherical or elliptical shells), takes a long numerical time. That is why it is better to have accurate analytical estimations of the buckling load. In this respect a new simplified buckling analysis has been introduced and worked out
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Brize-Tramoni, Laurence. "Diffusion acoustique par des coques sphériques à parois minces." Aix-Marseille 2, 1989. http://www.theses.fr/1989AIX22075.
Full textAbstract:
L'analyse du probleme de la diffusion acoustique par des coques spheriques fait apparaitre le role important joue par les resonances (domaine frequentiel) ou les ondes de surface (domaine temporel). Dans cette etude, on s'est interesse au comportement des resonances lorsqu'on fait varier certains parametres de la cible tels que l'epaisseur, la nature, la forme geometrique
7
Pedron, Christophe. "Flambage dynamique des coques raidies cylindriques de révolution avec interaction fluide structure." Paris 6, 1995. http://www.theses.fr/1995PA066427.
Full textAbstract:
Une méthode d'analyse du flambage dynamique d'un cylindre raidi elastoplastique soumis a un chargement en pression non uniforme se propageant dans un fluide qui interagit avec la structure est présentée dans ce rapport. Le modèle numérique développe est fonde sur une décomposition des champs de déplacement et de pression en séries de fourier. Le chargement incident est une onde de pression plane transversale présentant un pic de pression p#m#a#x suivi d'une décroissance exponentielle dans le temps de la forme p(t) = p#m#a#x exp (-t / t) ou t est une constante. I = p#m#a#x t est l'impulsion du chargement incident. Les couples (i, p#m#a#x) calcules qui conduisent a l'instabilité de la structure définissent des courbes critiques de flambage dynamique, tracées dans un diagramme log-log ou i est en abscisse et p#m#a#x en ordonnée. Sont aussi portes sur ces coubes les modes de Fourier les plus amplifies
8
BASSET, JEAN-PIERRE. "Contribution a la modelisation par elements finis de coques minces ou epaisses schematisees par une famille de surfaces paralleles." Nantes, 1991. http://www.theses.fr/1991NANT2065.
Full textAbstract:
Une formulation tensorielle, tri-dimensionnelle, specifique de coque en petites deformations est developpee en utilisant une schematisation geometrique de la coque par une famille de surfaces paralleles. Dans cette theorie generale, sont introduites successivement les hypotheses de reissner-mindlin, puis de kirchhoff-love pour traiter le cas des coques minces. Des coordonnees curvilignes ont ete utilisees, permettant l'emploi, dans le modele numerique, de parametres quelconques. Deux types d'elements finis triangulaires ont ete construits pour tester la formulation, l'un avec les hypotheses de kirchhoff, l'autre etant un element volumique epais. Dans le premier cas, les composantes du champ des deplacements, sur la base locale non-orthonormee, sont approchees par des polynomes de lagrange, pour les deplacements tangentiels, et de hermite, pour la composante normale. Dans le second, on emploie des polynomes de lagrange. Les deux elements incluent une integration explicite dans l'epaisseur et peuvent etre utilises avec des equations parametriques ou une approximation quadratique de la surface de reference. Des tests numeriques sur des problemes classiques de coque tels que enveloppes sous pression, cylindre et sphere pinces ou sous poids propre permettent de valider la formulation proposee
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Lagab, Djamel. "Étude de l'influence du caractère multi-modal sur le facteur de comportement des structures soumises aux actions sismiques." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1996. http://www.theses.fr/1996ECAP0483.
Full textAbstract:
Pour la prise en compte de la ductilité d'une structure, les règlements sismiques proposent une réduction des charges élastiques par un facteur de réduction des résistances (facteur de comportement-q, dans l'EC-8). Cette notion est initialement proposé par Newmark &Hall, dans leur étude du comportement d'un oscillateur simple. Cependant, elle est implicitement généralisée pour les systèmes multi-modaux. L'objectif de cette recherche est de trouver une nouvelle formulation du facteur de réduction, qui prends en compte le caractère multi-modal des structures. Dans la première partie, une technique de correction itérative est développée. Elle est basée sur la correction des résistance, avec une ductilité ciblée des éléments. Selon cette correction, le facteur de réduction des résistances suit une distribution variable. Dans la deuxième partie, une nouvelle formulation du facteur de réduction des résistances est développée. Elle est basée sur l'approche du mode élastique équivalent. Elle est numériquement testée sur des ossatures en béton arméIn order to take into account the structure ductility, the seismic codes propose a reductin of the elastic loads by a strength reduction factor (behaviour factor-q in the EC-8). This concept is initialy proposed by Newmark & Hall in their study of the SDOF behaviour. However, it's implicitly generalised for the MDOF systemes. The purpose of this research is to provide a new strength reduction factor formulation, which take into account the multi-modal nature of structures. In the first part, an iterative correction technique is developed. It's based on the correction of strength, with acibled ductility of elements. According to this correction, the strength reduction factor follows a variable distribution. In the second part, a new strength reduction factor formulation is developed. It's based on the equivalent elastic mode approach. It's numerically tested on the reinforced concrete frames
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Martin, Seigle Sabine. "Rayonnement acoustique de coques cylindriques immergées, couplées à un fluide interne léger." Aix-Marseille 2, 1997. http://www.theses.fr/1997AIX22077.
Full textAbstract:
Ce memoire est consacre a l'application des equations integrales de frontiere au calcul du rayonnement acoustique en champ lointain par des coques cylindriques contraintes. Ces structures contiennent un gaz, sont immergees dans un fluide lourd, et excitees par une source acoustique interne ponctuelle omnidirectionnelle. Les coques cylindriques sont homogenes, ou periodiquement raidies par une serie de raidisseurs annulaires. L'attention se porte d'abord sur la prediction du rayonnement acoustique en champ lointain d'une coque cylindrique infinie, puis d'une coque infinie contrainte. Dans le premier cas, les fonctions inconnues sont obtenues de maniere exacte ; elles peuvent alors etre comparees aux fonctions approchees par la methode de perturbation (basee sur l'approximation d'un fluide interne leger). On etudie enfin le rayonnement acoustique en champ lointain d'une coque cylindrique finie contrainte, et fermee par deux disques infiniment rigides. La pression rayonnee est representee par potentiel de couche hybride. La methode de developpements raccordes permet de resoudre le probleme interieur quelle que soit la frequence d'excitation etudiee : un premier developpement de la pression acoustique interieure est obtenu de facon simplifiee par la methode de perturbation. Cependant, ce developpement devient singulier a chaque frequence de resonance de la cavite. Dans ce cas, une amelioration de la methode de perturbation conduit a l'expression d'un second developpement de la pression interieure, qui est lui regulier aux resonances interieures. Les inconnues du probleme sont approchees par la methode numerique de collocation, dans un domaine d'application restreint aux basses et moyennes frequences. Des tests de validation sont proposes pour verifier l'exactitude du traitement numerique des equations discretisees.
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Maurel, Bertrand. "Modélisation par la méthode SPH de l'impact d'un réservoir rempli de fluide." Villeurbanne, INSA, 2008. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2008ISALx005/these.pdf.
Full textAbstract:
Afin de garantir la sûreté de certaines installations, leur résistance à la chute d'un avion doit être prise en compte. La difficulté et le coût d'essais réels rendent la simulation indispensable pour ce type d'études. Cependant les phénomènes à représenter sont particulièrement complexes. Ainsi par exemple l'éventration des réservoirs de carburant et la fuite de celui-ci au travers des déchirures se révèlent particulièrement difficiles à modéliser à l'aide d'outils classiques comme la méthode des éléments finis. En effet, les grandes déformations du fluide, les effets de sloshing dans le réservoir, les impacts multiples et la fracturation du réservoir sont autant de phénomènes complexes et coûteux à traiter lorsque l'on utilise une méthode de calcul requérrant un maillage en particulier à cause des problèmes de remaillage. Le travail de thèse a donc consisté à développer un outil de simulation numérique utilisant une approche meshless (ou sans maillage) capable de simuler la déformation et la rupture de structures minces sous l'impact d'un fluide. Un modèle de coque épaisse meshless (Mindlin-Reissner) basé sur la méthode SPH a ainsi été réalisé. Un algorithme de contact a de plus été mis au point pour la gestion des interactions entre la structure et le fluide également modélisé par la méthode SPH. Ces travaux ont été réalisés et inclus dans le logiciel de dynamique rapide Europlexus du CEA. Dans un but de validation expérimentale des essais d'éventration de réservoirs par impacts ont également été réalisés en coopération avec l'ONERA (Organisme National d'Etudes et de Recherches Aéronautiques )Ln order to be able to simulate the failure of a tank filled of fluid, a new model based on the SPH method was develloped. The SPH method was selected because it's a very relevant solution for the modelisation of fluid in such type of problems but is also a very efficient tool to simulate the fractures of solids. The model used here is based on SPH models for both shell and fluid. This work presents a new SPH madel adapted to thin shell structure. The problem of fluid-shell interaction is treated by the pinball method where the contact forces are computed by enforcing impenetrability between the boundary particles of the two impacting bodies via Lagrange multipliers. Experiments were realized in collaboration with the french aeronautic lab (ONERA) in order to validate the SPH model against experimental data
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Hamitouche, Youcef. "Sur l'analyse et la recherche de solutions analytiques au niveau du raccordement de coques axisymétriques." Lille 1, 1996. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1996/50376-1996-127.pdf.
Full textAbstract:
Une contribution à l'analyse des problèmes de raccordement de coques axisymétriques de géométries différentes est proposée dans cette thèse. Par utilisation du principe des travaux virtuels, nous posons le problème aux limites pour une coque géométriquement linéaire. La démarche proposée est purement analytique ; les solutions obtenues ont alors l'avantage d'être très simples d'utilisation et sont susceptibles de s'intégrer dans les codes de calculs des appareils à pression. Les modèles cinématiques retenus sont les modèles du premier ordre de Kirchhoff-Love et de Reissner-Mindlin, le modèle du troisième ordre de Reddy et le modèle du sinus de Touratier. Un intérêt particulier est porté à l'étude de l'influence cumulée des paramètres de discontinuité et des infiniment petits géométriques de la coque sur la solution au niveau de la jonction. Une étude préalable de raccordement d'une coque cylindrique avec une coque conique par le modèle de Kirchhoff-Love, a permis d'établir le domaine de validité de ce modèle et de justifier l'utilisation de modèles qui tiennent compte du cisaillement transverse. Pour la validation, la solution de référence est obtenue par éléments finis en modèle bidimensionnel axisymétrique. Les résultats obtenus pour les différents modèles montrent que pour des coques très minces et en dehors des discontinuités géométriques, le modèle de Kirchhoff-Love est une bonne approximation de l'état de contraintes ; par contre, pour des coques moyennement épaisses et surtout en présence de discontinuités, les modèles raffines deviennent nécessaires pour décrire un comportement plus exact de la jonction. Nous établissons, dans ce cas, la supériorité de ces modèles du fait de leur meilleure sensibilité vis-à-vis des effets de bord
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Sammari, Abdelbasset. "Flambage par fluage de coques cylindriques sous pression latérale externe." Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0003.
Full textAbstract:
De nos jours, les coques cylindriques offrent de multiples applications, tant dans le domaine des techniques avancées (l'aéronautique, le spatial, le nucléaire, etc. . . ), que tout simplement dans la vie courante. Pour ce, leur optimisation s'imposent, d'où une augmentation du risque d'instabilité (flambage). Sachant que la plupart des matériaux de construction (bétons, métaux, alliages, bois, résines, etc. . . ) présente un caractère visqueux, il importe alors d'étudier l'interaction qui existe entre le flambage et le phénomène de fluage. Actuellement, il est acquis qu'il existe une forte analogie entre le comportement d'une coque cylindrique en flambage élastique ou élasto-plastique et de fluage. Aussi, la charge critique de flambage instantané (élastique ou élasto-plastique) dépend étroitement de la présence des imperfections. Citons à titre d'exemple, les défauts géométriques, la variation des caractéristiques physiques du matériau et l'imperfection des conditions aux limites. Ainsi, il est donc nécessaire dans une étude de flambage par fluage, d'analyser les effets de l'interaction de ces paramètres et du fluage sur la durée de vie d'une telle structure. Notre travail vise à analyser au moyen d'expériences couplées aux calculs numériques, le phénomène de flambage par fluage dans les domaines visco-élastique et visco-élasto-plastique et à peser l'influence des paramètres cités ci-dessus sur la valeur du temps critique. Les résultats de cette analyse permettront, d'une part, de fournir une base de données utile à l'élaboration d'une règle de dimensionnement et d'autre part, moyennant un modèle simple, d'élaborer une formule analytique permettant d'obtenir la durée de vie d'une coque cylindrique sous une charge constante de pression latérale externe. Les spécimens étudiés sont des coques quasi-parfaites obtenues par électrodéposition de nickel (matériau "particulier" de laboratoire). Les conditions aux limites sont très proches de l'encastrement parfait, conditions retenues dans les calculs. Compte tenu du choix du matériau, notre travail a été réalisé à température ambiante. La méthodologie d'analyse reste valable pour l'étude d'autres coques, sous d'autres températures et quelque soit le type du matériau, à conditions qu'il soit sensible au fluage[Owing that cylindrical shells are used in many areas (aeronautic, spatial, nuclear, etc. . . ) and in every day life, then, they must be more and more thin, therefore the risk of instability (buckling) is increased. Most of building materials (concretes, metals, wood, resins etc. . . ) presents a viscous character and it becomes important to study interaction between buckling and creep phenomenon ( creep buckling). Nowadays, a strong similarity between creep buckling behaviour and elastic or elastoplastic buckling behaviour of cylindrical shells is established. Critical load of instantaneous buckling ( elastic or elastoplastic buckling) depends; on the one hand, on the presence of initial geometrical imperfections and the kind of boundary conditions and, on the other hand, on the effects of geometrical and material non linearities. So, in a creep buckling study, it is important to analyse the effects of those parameters and creep on the life time of this kind of structure. The aim of this work is to analyse, by both experiments and numerical calculations, the creep buckling phenomenon and to appreciate the influence of the all above-mentioned parameters on the critical time value. The test and numerical results constitute a data base, used in the establishment of design code and of the formula which allow to obtain the critical time of cylindrical shell under constant lateral external pressure. The studied specimens are quasi-perfect circular cylindrical shells, made by nickel electroplating. Because each specimen presented at each edge an infinitely rigid flange, integral with the shell, the experimental boundary conditions are considered as ideal embedding conditions for the calculations. Experiments are realised at room temperature. The same reasoning can be applied to other shells made up of other materials which are sensitive to creep and tested under other temperatures. ]
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Zahrouni, Hamid. "Méthode asymptotique numérique pour les coques en grandes rotations." Metz, 1998. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1998/Zahrouni.Hamid.SMZ9808.pdf.
Full textAbstract:
Le travail de la présente thèse se résume en deux parties. La premiere concerne le développement de la méthode asymptotique numérique (M. A. N. ) pour les coques élastiques en grands déplacements et grandes rotations. La deuxième partie consiste en l'extension de cet algorithme aux problèmes de coque utilisant des lois de comportement non linéaire. La M. A. N. Permet de résoudre les problèmes non linéaires en associant les techniques de perturbation aux méthodes numériques telle que la méthode des éléments finis. Les formulations de coque utilisant les matrices des grandes rotations sont difficiles à développer dans le cadre de la M. A. N. , c'est pourquoi nous avons choisi une formulation de coque proposée par Buchter et al. (1994). Cette dernière, utilisant uniquement des variables cinématiques de type déplacement, est bien adaptée aux grandes rotations. En outre, elle considère une loi de comportement tri-dimensionnelle sans condensation grâce au concept E. A. S. De Simo et Rifai (1990) en introduisant une dilatation linéaire dans la direction de l'épaisseur. Toutes les formulations variationnelles considérées dans notre étude sont ramenées à un cadre quadratique bien adapté à la méthode asymptotique numérique. Dans le cas de la plasticité, nous avons régularisé les lois de comportement non linéaire par des fonctions analytiques développables en séries entières. La décharge élastique n'est pas prise en compte, il s'agit en fait de la théorie de la déformation totale. Pour la classe de problèmes traités dans ce travail, il est montre que la M. A. N. Est rapide (moins de matrices de rigidité à decomposer par comparaison à une méthode classique de résolution de type Newton-Raphson), fiable (automatique avec des pas adaptatifs) et facile à utiliserThis work can be summarized in two parts. The first one deals with the development of the asymptotic numerical method (A. N. M. ) for elastic shells with large displacements and rotations. The second part consists in this algorithm to shell problems using nonlinear constitutive laws. The A. N. M. Allows to solve nonlinear problems by associating perturbation techniques with numerical ones such as finite element method. Shell formulations using matrices of large rotations are difficult to develop in the A. N. M. Framework, that's why we have chosen a shell formulation proposed by Buchter et al. (1994). This latter, only using kinematic variables of displacement type, is well-adapted to large rotations. Moreover, it considers a three constitutive law without condensation thanks to the E. A. S. Concept of Simo and Rifai (1990) by introducing a linear stretching in thickness direction. All variational formulations considered in this study are written in quadratic framework well-adapted to the asymptotic numerical method. In the plasticity case, we have regularized the nonlinear constitutive laws by analytical functions that can be developed in power series. Elastic unload is not taken into account, we use a total deformation theory. For the problems category considered in this work, it is shown that A. N. M. Is fast (only few decompositions of stiffness matrices are needed compared to the Newton-Raphson method), reliable (automatic with adaptative steps) and easy to use
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Gusic, Goran. "Flambage des coques cylindriques sous pression externe : Influence des défauts d'épaisseur ; instabilité et comportement postcritique." Lyon, INSA, 1999. http://www.theses.fr/1999ISAL0076.
Full textAbstract:
Le présent travail apporte une contribution vis-à-vis de l'évaluation de perte de charge des coques cylindriques sous pression externe présentant des défauts d'épaisseur et géométriques. Une approche expérimentale est utilisée appuyée par la modélisation numérique. Des développements sont présentés sur le plan expérimental et numérique. Le premier chapitre comprend une étude bibliographique qui présente les travaux théoriques et expérimentaux dans le domaine du flambage de coques cylindriques sous pression externe et compression axiale présentant des défauts géométriques initiaux modaux et localisés et des défauts d'épaisseur. Le deuxième chapitre décrit la méthodologie numérique utilisée ainsi que la formulation d'un élément fini permettant la prise en compte d'imperfections géométriques quelconques et d'une variation d'épaisseur sur la circonférence. Deux études paramétriques traitant des défauts d'épaisseur modaux et localisés et leur couplage avec des défauts géométriques y sont présentés. Dans le cas des défauts modaux, les modes de variation d'épaisseurs plus pénalisants sont le mode 1 et le mode 2n, où n est le mode de bifurcation de la coque parfaite. La variation d'épaisseur et prise symétrique par rapport à la fibre neutre de la coque sur toute sa hauteur. Une étude analytique -numérique non linéaire d'un cylindre infiniment long sous pression externe y est donnée. La deuxième est l'étude de l'influence des défauts d'épaisseur localisés sur la face externe Une approximation de perte de charge est établie en fonction du paramètre Z de Batdorf. A la fin de ce chapitre une proposition d'un domaine de validation expérimentale des estimations de perte de charge est exposée. La troisième partie présente la méthodologie expérimentale. Elle est également consacrée aux interprétations des résultats d'essais et leur comparaison aux résultats numériques et à l'estimation de perte de charge due aux défauts d'épaisseur localisés établie dans le deuxième chapitreAn experimental-numerical analysis of the externally pressurised_ shells with thickness and geometrical imperfections is presented. This work contributes to the evaluation of the buckling_ load reduction and initial post critical behaviour of such shells. Literature survey of the experimental, numerical and theoretical work in the domain of buckling under axial compression and external pressure of shells having initial geometrical and thickness imperfections is given in the first chapter. The second one gives the description of numerical analysis methodology together with the formulation of one finite element permitting to analyse circumferential and axial distribution of geometrical and thickness imperfections. In this chapter two parametric studies treating modal and localised thickness imperfections as well as their coupling with geometrical ones is presented. In the case of modal imperfections two imperfection modes appeared to be the most detrimental; the mode l imperfection and the mode 2n imperfection, where n is the linear bifurcation mode of the perfect shell with nominal thickness. Thickness variation in these cases was taken to be symmetrical to the shell's mid surface. With each of the analyses an analytical numerical study for the infinitely long cylinder under external pressure is done as well Localised thickness imperfections at the external surface of the shell are also present in third chapter. For each of these two parametrical analyses an estimate of the buck ling load reduction is established as a function of the Batdorf Z parameter. Finally, at the end of the chapter the domain of the imperfection parameters variation for validating the proposed estimate using experimental analysis is given. The presentation of experimental methodology is given in third chapter. Interpretations and numerical validations of the performed tests are given as well. Finally the buckling load estimate, as proposed in the second chapter, is compared to the test results
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Khadimallah, Mohamed Amine. "Eléments continus de coques appliqués en interaction fluide structure." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066456.
Full textAbstract:
Actuellement, la modélisation des vibrations des structures telles que les modélisations des plaques et des coques est menée par des méthodes traditionnelles, notamment par les méthodes des éléments finis et des éléments de frontière. Ces deux méthodes sont efficaces pour modéliser la plupart des structures. Cependant, des limitations se révèlent lorsque l’on élargit le domaine fréquentiel d’´etude, la finesse du maillage requis pouvant s’avérer rédhibitoire pour des assemblages complexes. Pour remédier à cet inconvénient, la méthode des éléments continus est une alternative intéressante pour l’´etude de la réponse harmonique des structures sur une large gamme de fréquences. Dans cette thèse, nous avons établi un élément continu de coque axisymétrique à laquelle un chargement réparti sous différentes formes est introduit. La procédure de mise en œuvre de cet élément est présentée. La réponse harmonique de l’élément cylindre est comparée `a celle obtenue avec un modèle éléments finis pour montrer les performances du modèle proposé. La même procédure est ensuite abordée pour le phénomène de couplage fluide structure, auquel, la méthode est bien adaptée.
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Tripa, Viorica-Mihaela. "Optimisation de coques axisymétriques : modélisation par matrices-transfert." Toulouse, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAT0029.
Full textAbstract:
Ce travail a consiste a mettre au point une methode de calcul des contraintes et des deformations pour les pieces de forme et de chargement axisymetrique, qui, couplee a un logiciel general d'optimisation, permet de rechercher tres rapidement et a un moindre cout, les dimensions et la forme optimale de ces pieces. L'approche choisie, qui consiste a discretiser les pieces en un tres petit nombre d'anneaux et la mise en uvre sont suffisamment simples, pour permettre l'utilisation de ce logiciel comme outil de dimensionnement integre dans un logiciel de cao. Pour chaque anneau, on calcule la matrice-transfert qui lie les vecteurs d'etat des deux faces de l'anneau. Ses coefficients sont determines a partir d'une formulation approchee des deformations respectant les hypotheses de la resistance des materiaux. L'expression generale permettant la determination des contraintes dans une face quelconque a ete etablie et un logiciel de calcul a ete realise. La precision du logiciel est testee sur des cas classiques (plaques et tubes) et sur une coque de forme quelconque comparee aux elements finis. Puis le couplage avec un logiciel d'optimisation en vue de rechercher la forme donnant la masse minimale sous des conditions limites de resistance et de deformations, a ete realise et la procedure est validee par l'etude de plusieurs cas de plaques et de coques. Pour une meme precision, les temps de mise en uvre et de calcul sont tres inferieurs a ceux des modules d'optimisation des logiciels d'elements finis
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Bouabdallah, Mohammed. "Modélisation de coques cylindriques raidies, isotropes et composites." Compiègne, 1992. http://www.theses.fr/1992COMP0550.
Full textAbstract:
Ce travail concerne la modélisation des plaques et coques cylindriques raidies. Le modèle élément fini de coque est développé dans une base curviligne et repose sur une théorie du premier ordre incluant les effets du cisaillement transversal. Il est obtenu par discrétisation de la fonctionnelle mixte d'Hellinger-Reissner avec satisfaction explicite de l'équilibre local (formulation mixte/hybride). Les raidisseurs sont modélisés par des éléments de poutres courbes utilisant les mêmes hypothèses de flexion/cisaillement avec torsion de Saint-Venant. Les matrices et vecteurs élémentaires sont également établis à partir d'une formulation hybride en contraintes. Un grand nombre de problèmes relatifs aux arcs, coques et plaques et coques raidies ont été traités pour évaluer les performances des modèles proposés. Ces problèmes concernent les structures homogènes et composites stratifiés et des comportements en statique, dynamique (vibrations libres) et flambement linéaire.
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Bouabdallah, Mohammed. "Modélisation de coques cylindriques raidies, isotropes et composites." Compiègne, 1992. http://www.theses.fr/1992COMPD550.
Full textAbstract:
Ce travail concerne la modélisation des plaques et coques cylindriques raidies. Le modèle élément fini de coque est développé dans une base curviligne et repose sur une théorie du premier ordre incluant les effets du cisaillement transversal. Il est obtenu par discrétisation de la fonctionnelle mixte d'Hellinger-Reissner avec satisfaction explicite de l'équilibre local (formulation mixte/hybride). Les raidisseurs sont modélisés par des éléments de poutres courbes utilisant les mêmes hypothèses de flexion/cisaillement avec torsion de Saint-Venant. Les matrices et vecteurs élémentaires sont également établis à partir d'une formulation hybride en contraintes. Un grand nombre de problèmes relatifs aux arcs, coques et plaques et coques raidies ont été traités pour évaluer les performances des modèles proposés. Ces problèmes concernent les structures homogènes et composites stratifiés et des comportements en statique, dynamique (vibrations libres) et flambement linéaire.
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Christen, Jean-Loup. "Acoustic transmission through composite shells with noise treatment : Modelling and sensitivity." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEC028.
Full textAbstract:
La transmission acoustique de plaques et de coques est un problème présent dans de nombreuses industries, de l'automobile à l'aéronautique en passant par le génie civil. Il s'agit alors, en présence d'une source externe, de limiter le niveau de bruit à l'intérieur d'une cavité enclose par une structure vibrante, qu'il s'agisse d'une voiture, d'un avion ou d'un immeuble.Les matériaux composites sont de plus en plus largement utilisés par toutes les industries du transport, du fait de leur faible masse rapportée à leur grande rigidité. Ces caractéristiques, utiles pour réduire la consommation énergétique des véhicules, sont cependant un handicap lorsqu'il s'agit de limiter le niveau de bruit intérieur. Il est alors nécessaire d'ajouter des protections acoustiques. On s'intéresse dans ce travail à la transmission d'un bruit produit à l'extérieur de la cavité, et à des solutions antibruit passives, utilisant des matériaux poreux absorbants. Ceux-ci, mousses ou laines minérales, présentent en général de bonnes performances acoustiques pour des fréquences élevées, mais nettement mois intéressantes en basses fréquences. Ce travail s'inscrit dans le cadre d'un projet international ayant pour objectif d'étudier la réduction de bruit à travers des structures composites incluant des protections acoustiques passives. Deux axes y sont privilégiés, la modélisation et l'analyse de sensibilité. En effet, les matériaux poreux et composites présentent souvent de grandes incertitudes, dues au procédé de fabrication, à la difficulté de mesure, ou encore simplement à des choix de conception à faire. On cherche donc à s'assurer de la robustesse des solutions étudiées.Cette thèse est organisée en trois parties. La première traite de la modélisation des structures composites et des traitements poroélastiques. On s'intéresse surtout à deux types de structures, les plaques et les cylindres, pouvant dans les deux cas inclure un grand nombre de couches et de matériaux différents. La deuxième partie traite des méthodes d'analyse de sensibilité, et d'applications dans le cas de la transmission acoustique à travers des structures composites. On s'intéressera enfin dans la troisième partie à l'effet du traitement poroélastique, à travers des études numériques et expérimentalesAcoustic transmission through plates and shells is a problem that appear in many applications, for example in the automotive or aerospace industries, or in civil engineering. The idea is to reduce the noise level inside a caivty enclosed by a vibrating structure, which may be a car, a plane or a building. Composite materials are widely used in the transportation industries due to their light weight and high mechanic resistance, but these features tend to increase the acoustic transparency of the structures, thus making it necessary to add acoustic protections for reducing noise in the enclosed cavity. The most frequently used acoustic protections take the form of layers of poroelastic materials, which are very efficient noise absorbers in high frequencies, but perform less efficiently in lower frequency ranges.This thesis is part of an international project aimed at improving the noise reduction performance of composite structures through passive sound packages. This implies the development of reduced models of acoustic transmission through such structures, and optimization studies on these models. Besides, the robustness of a solution with respect to uncertainties in the model have to be ensured. This thesis is organised in three parts, dealing with numerical modelling, sensitivity analysis for acoustic transmission and the effect of a porous treatment on sound transmission
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Kaddah, Fouad. "Étude numérique d'éléments de plaques et coques minces et épaisses pour des applications en génie civil." Villeneuve d'Ascq, École centrale de Lille, 1995. http://www.theses.fr/1995LIL10101.
Full textAbstract:
La modélisation des plaques et des coques se rencontre dans l'étude de nombreuses structures en génie civil. Ce travail a pour objectif de valider des éléments de plaques et de coques minces et épaisses, isotropes et multicouches, afin de traiter une large classe de problèmes dans ce domaine. Le cadre formel s'appuie sur la théorie de Mindlin-Reissner ; les phénomènes de blocage observés avec les structures très minces sont traites par la technique des champs de substitutions. Deux éléments plaques et deux éléments coques ont été étudiés et introduits dans un code de calcul développé à cet égard. De nombreux tests de validation en statique et en dynamique ont été effectués avec ces éléments. Ils ont porté sur différents aspects tel que l'élancement, le degré d'anisotropie, la capacité des éléments à décrire des champs de déformations et contraintes complexes, les problèmes de jonctions et de raccords. Quelques applications d'intérêts pratiques ont été abordées et ont permis de mettre en évidence la fiabilité des modèles élaborés.
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Ouayou, Balie Simon. "Flambage de coques cylindriques circulaires fissurées sous pression latérale externe." Lyon, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAL0059.
Full textAbstract:
Dans le domaine de l'aéronautique, du nucléaire, du génie civil, etc. . . Les grandes constructions telles que les cuves des réacteurs nucléaires etc·. . Sont souvent réalisées par assemblage de plusieurs panneaux soudés entre eux. Ces soudures peuvent présenter accidentellement des amorces de fissures. La résistance de ces structures souvent très minces qui est limitée par le phénomène d1 instabilité peut-être réduit par la présence des amorces de fissure. Le présent travail est une contribution à la compréhension du comportement au flambage de telles structures. Il traite du flambage des coques cylindriques sous pression latérale externe. L'analyse qui est expérimentale est confrontée à une modélisation numérique. L'étude est effectuée en deux parties : -la première est consacrée à l'étude des coques sans fissures. Nous y constituons les données de base nécessaire à analyse de l 1 influence d1 une fissure sur le comportement de la coque. Nous déterminons également par calcul l'influence des paramètres autres que les fissures tels que les imperfections géométriques, les conditions aux limites. Enfin, nous en déduisons une méthodologie de calcul numérique applicable aux coques avec fissures – la deuxième partie est consacrée à l'étude des coques fissurées. Nous analysons l'influence de plusieurs paramètres de fissure, tels que la longueur, l'orientation, le nombre et la position de la fissure par rapport à la soudure. L'application de la méthodologie numérique mise en place dans la première partie donne une bonne approximation des essaisIn many areas of applied science, large thin-walled structural panels are increasingly becoming characteristic architectural features. Box-girder bridge decks and nuclear reactor vessels, for instance, are made up of several thin walled steel panels welded together. Instability and buckling present over-riding constraints on the design process. In addition, the presence of joints which are very often the origin of surface fissures poses increasing dangers on the overall stability of these structures. The work presented here is a study of the buckling behaviour of cylindrical shells with in-depth cracks under external lateral pressure. Essentially, the work is divided up into two major parts : the first involves data collection on the buckling behaviour of cylindrical shells without fissures. This information constitutes the common ground for studying their influence on the buckling behaviour. Furthermore, an analytical method is used to determine the effect of geometrical imperfection and boundary conditions on the buckling load. Finally, a numerical procedure applicable to the analysis of such structures with in-depth cracks is established. The second part focuses on experimental tests on shells with such fissures as a function of their population, orientation, length and position with respect to weld or joint. The values obtained are compared with those obtained numerically in part one and the agreement is found to be good
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Rossignol, Christine. "Flambage de coques cylindriques ondulées sous compression axiale et pression externe." Lyon, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAL0017.
Full textAbstract:
Les problèmes d' instabilité des structures concernent notamment le dornaine des emballages alimentaires. Le maintien et le développement de l'emploi de l'acier, vis-à-vis d'autres matériaux tels que l'aluminium et les plastiques, ont suscité cette élude sur les boîtes de conserve dont le marché industriel est important. Ces coques cylindriques ondulées sont soumises à deux sollicitations mécaniques pouvant entraîner la ruine par flambage : la pression externe lors des cycles de stérilisation et la compression axiale lors du stockage. Afin d'identifier ] es paramètres déterminants nuisibles, neutres ou bénéfiques vis-à-vis du flambage, cette étude s'est appuyée sur une approche à la foi s expérimentale et. Numérique. Dans le but d'obtenir une compréhension claire des phénomènes et de déterminer, parmi les multiples paramètres à considérer les facteurs de conception pouvant affecter l'emballage, une méthodologie expérimentale a été définie qui vise à découpler au mieux leurs interactions. Les informations recueillies ont permis de construire et de valider les modélisations utilisées. Grâce à l'approche numérique, il a été possible de quantifier, d'analyser et de relativise ! Les influences 1espectives ou couplées de ces paramètres défauts géométriques involontaires, contraintes résiduelles, soudure, distributions d'épaisseurs, forme et longueur d'onde des moulures, condition limite semi-rigide, que ce soit pour des corps lisses ou des corps ondulés. Cette étude a donc fourni un outil pour réaliser des choix et apporter diverses améliorations afin d'adapter la géométrie des coques en fonction du cahier des chargesThe instability problems of structures concerns in particular the field of food packages. The maintenance and the development of steel, facing other materials such as aluminium and plastics have given rise to this study on tin cans. These corrugated cylindrical shells were submitted to two mechanical loads which lead to buckling failure : the external pressure from the sterilisation procedure and the axial pressure from the storage. In order to identify the deciding parameters which affect buckling, this study has been based on bath an experimental and a numerical approach. An experimental methodology was defined to obtain a clear understanding of the phenomena and to separate the effect of the different manufacturing factors which could affect the resistance of shells. The obtained informations have permitted to establish and validate the used numerical models. Thanks to the numerical approach it has been possible to quantify, to analyse and to compare the influence of each or a group of parameters bath for smooth and corrugated shells. These parameters were geometrical imperfections, residual stresses welding, thickness distribution, form and length of the corrugations and semi-rigid boundary conditions. This study has provided a tool to bring about various improvements in order to adapt the shell geometry according to the specifications
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Aujoulat-Hickel, Christine. "Contribution a l'etude de la reponse vibroacoustique d'une coque spherique mince en regime transitoire." Aix-Marseille 2, 1998. http://www.theses.fr/1998AIX22028.
Full textAbstract:
Ce travail presente une etude des vibrations et du rayonnement acoustique en regime transitoire d'une coque mince immergee dans un fluide parfait. La reponse de la coque est calculee par developpement du deplacement et de la pression acoustique rayonnee par la coque en serie de modes de resonance de la structure couplee au fluide. Les modes de resonance sont intrinsequement lies aux donnees geometriques et mecaniques qui definissent le systeme physique. Pour le probleme considere, ces modes sont differents des modes propres qui dependent de la frequence d'excitation. Par representation de green, la pression acoustique s'exprime sous forme d'une integrale du produit entre le deplacement normal et le noyau de green du probleme de neumann exterieur. Pour calculer le developpement en serie de modes de resonance, nous commencons par calculer la reponse de la coque en regime harmonique sous forme d'une serie de modes propres. Par transformee de fourier temporelle inverse de cette expression, nous obtenons facilement la reponse de la coque en regime transitoire, dans laquelle les modes de resonance interviennent. La methode numerique de resolution des equations couple une methode d'elements finis pour le deplacement et une methode d'elements finis de frontiere pour la pression acoustique. Le couplage avec le fluide introduit une proliferation des frequences de resonance qui occupent tout le demi-plan complexe inferieur. Nous calculons la reponse de la coque excitee par une sinusoide de frequence egale a la partie reelle d'une frequence de resonance et de duree limitee. Nous montrons l'influence preponderante du mode dont la partie reelle de la frequence de resonance correspondant a la frequence d'excitation. Ensuite le cas d'une excitation de type ondelette est etudie. Si un ou plusieurs modes appartiennent au support frequentiel de l'ondelette choisie, alors ils sont dominants dans la reponse de la coque.
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Chapelle, Dominique. "Etude des phenomenes de verrouillage numerique pour les problemes de coques minces." Paris 6, 1996. http://www.theses.fr/1996PA066078.
Full textAbstract:
Ces travaux ont pour objet la recherche, pour les formulations de coques minces, de methodes d'elements finis qui ne soient pas sujettes au phenomene de verrouillage numerique. On commence par identifier les mecanismes du verrouillage dans le cadre general des structures minces, et on met en evidence ses manifestations au moyen d'exemples numeriques. Pour les formulations de poutres et de plaques, des remedes efficaces sont desormais connus et la plupart d'entre eux font appel a la theorie des methodes mixtes. On cherche alors a adapter cette strategie au cas des coques. Toutefois, dans un premier temps on s'interesse a des modeles structuraux plus simples pour identifier des principes de demonstration mathematique. Des methodes nouvelles pour les poutres courbes et les plaques sont ainsi proposees. Dans chaque cas, on demontre par l'analyse et on verifie numeriquement que le verrouillage n'a pas lieu. On fait ensuite apparaitre la specificite des coques vis-a-vis du verrouillage. On montre ainsi pourquoi le phenomene ne peut apparaitre que si la coque est a flexion dominante, situation conditionnee par la geometrie de la surface moyenne et les conditions aux limites. Pour les cas de flexion dominante, on propose finalement une methode d'elements finis de type mixte stabilise dont on demontre la stabilite, ce qui exclut le verrouillage. On donne egalement des resultats numeriques obtenus sur des cas-tests
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Chraibi, Ajjaj Said. "Flambage de coques cylindriques sous combinaison de chargements mécaniques et thermique cyclique." Lyon, INSA, 1990. http://www.theses.fr/1990ISAL0034.
Full textAbstract:
Dans certaines appliations industrielles, le risque de flambage par interaction de deux ou plusieurs sollicitations est particulièrement à craindre du fait qu'il peut se produire pour des intensités de service. Le risque est d'autant plus grand lorsque l'une des sollicitations, par exemple thermique, est appliquée cycliquement. Le présent travail a pour objet d'apporter une contribution à la compréhension et à l'analyse de ce phénomène. L'étude est menée au moyen d'essais et de calculs numériques expérimentaux pour deux types combinaison. Le premier, réalisé sur des coques en matériau nickel électro-déposé, vise à étudier la combinaison d'un effort axial de traction et d'une pression latérale externe. L'apport d'une précontrainte aussi bien élastique que plastique, l'influence de l'ordre d'application des deux sollicitations ainsi que l'effet du cyclage de la pression sont analysés. La comparaison avec les résultats numériques permet une meilleure compréhension du phénomène et l'identification d'une modélisation adéquate pour représenter la loi constitutive dans le calcul de bifurcation. Le second type porte sur l'état d'interaction de cette combinaison avec un gradient axial thermique cyclique. L'étude est envisagée sur des coques cylindriques en acier inoxydable roulées et soudées sur une génératrice. Les résultats expérimentaux et numériques permettent d'apporter des éléments de réponse concernant la contribution de chaque chargement sur l'apparition du flambage. En particulier, un seuil de pression nominale est proposé, au-dessous duquel le risque d'interaction de ces trois sollicitations par effet de cyclage thermique peut être écartéIn certain industrial application, the risk of buckling under the simultaneous action of two or more loads may be very high. The risk becomes even greater if one of the loads, for exemple the thermal load, is cyclic. The abject of this work is to bring a contribution to the understanding and analysis of this phenomena. The study was carried out using both experimental and numerical means, it covers two load combinations. In the first case, a combination of axial traction and external pressure was studied on cylindrical electroplated nickel shells. The influence of the following parameters was studied: The elastic and plastic axial prestress. The order of application of the two loads. The cyclic application of the external pressure load. Comparison with numerical results allows a better understanding of the phenomena and enables us to identify a suitable modelisation to represent the constitutive law in the buckling calculations. The second case consisted of applying the same mechanical loads combined to a cyclic axial gradient of temperature. The tests were carried on specimens made of stainless steel sheet rolled and welded along a generating line. Experimental and numerical results give useful data concerning the contribution of each of the loads to buckling. In particular, a nominal pressure limit is put forward. Under this limit, the risk of progressive buckling by cyclic thermal load can be put aside
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Laulagnet, Bernard. "Rayonnement acoustique des coques cylindriques, finies raidies, revêtues d'un matériau de masquage." Lyon, INSA, 1989. http://www.theses.fr/1989ISAL0035.
Full textAbstract:
Ce travail s'insère dans le cadre de la discrétion acoustique des navires et concerne le rayonnement acoustique de coques cylindriques finies, munies de raidisseurs, immergées en fluide lourd ou léger et revêtues de matériau de masquage. La méthode de de calcul employée est intégro-modale. Ainsi, la réponse vibre-acoustique de la coque raidie sous charge fluide est décomposée dans la base des modes de coque non raidie. . , in vacuo. La pression dans le fluide est exprimée sous forme intégrale à partir d'un potentiel de simple couche. La prise en compte du matériau de masquage est effectuée soit à partir d'un modèle à réaction localisée, soir à partir de développements asymptotiques dans l'épaisseur des équations de Navier. La programmation de la méthode donne lieu à une exploitation numérique de nombreux résultats, notamment en puissance rayonnée, vitesse quadratique radiale, facteur de rayonnement, pression rayonnée en champ lointain et à une comparaison théorie expérience satisfaisante. Les notions de modes Equi-amortis, hyper-amortis, non-amortis par le rayonnement sont mis en évidence, permettant d'élucider les phénomènes typiques rencontrés sur la structure immergée. Une comparaison numérique entre les deux modèles de matériau de masquage est effectuée et les réductions de bruit rayonné en fonction des paramètres mécaniques de la couche sont calculées.
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Araar, Mostefa. "Contribution à l'auto-raidissage des coques cylindriques vis-a-vis du flambage." Lyon, INSA, 1990. http://www.theses.fr/1990ISAL0014.
Full textAbstract:
L'utilisation des coques mince est limitée par le phénomène d’instabilité ou de flambage, qui. Sous certaines sollicitations, conduit a une charge de ruine précoce vis·à·vis de la capacité du matériau de la structure. Le dimensionnement de ces structures à ce phénomène fait appel à des coefficients de réduction compte tenu de la maîtrise imparfaite du phénomène venant de l'influence des multiples imperfections de réalisation : imperfections géométriques de conditions aux limites. De chargements,. . . Une optimisation de la matière a conduit à la conception de structures raidies ou auto-raidies. Notre travail contribue l’élaboration d'une nouvelle forme de coque cylindrique vis-i·vis du phénomène en question conduisant à un auto-raidissage. Une recherche poussée est menée d'abord sur des coques cylindriques circulaires sous sollicitations simple et combinée en vue d 'acquérir des approfondissements sur la compréhension physique dans les domaines pré-critique et critique du flambage. Des modèles physiques obtenus, une forme de défaut de surface rigidifiant est élaborée, en utilisant du voûtes multiples. Un optimual est proposé sur le nombre de voûtes. La coque à voûtes multiples correspondante est désignée coque « ASTER ». Une analyse comparative de coques cylindriques à voûtes multiples est faite vis-à-vis des coques cylindriques circulaires. Pour diverses sollicitations : pression latérale externe, compression axiale. Combinai5on des deux. Sous l'action de la pression externe ou de la combinaison des sollicitations, avec une majorité en pression. L'auto-raidissage obtenu conduit a une majoration dans un rapport de 4 sur la charge cninétique vu-à-vis de la forme traditionnelleThe use of thin shells is limited by the phenomenon of instability or buckling, which, under many solicitations leads to a precocious ultimate load in comparison to the structure material capacity. The design of these structures relatively to this phenomenon includes knock down factors taking into account the imperfect knowledge of the phenomenon, induced by the influence of multiple imperfections of realization : geometrical imperfections, imperfections in end conditions, in loading, An optimisation of materials has led to the design of stiffened and self-stiffened structures. Our work contributes to the elaboration of a new shape of cylindrical shell giving a self stiffening. Against buckling. A thrust research has been developed primary on cylindrical shells under simple and combined loadings, in order to acquire deepening of the physical understanding in pre-critical and critical do mains of buckling. From the physical models obtained, a stiffening shape of a surface defect was elaborated using multiples vaults. An optimum of the vaults number is proposed, the corresponding multi-vaulted shell is designated as "ASTER" shell. A comparative analysis of the multi-vaulted cylindrical shells is made relatively to the circular cylindrical shells, for various solicitations : external pressure , axial compression , and their combination. Under the external pressure action or the combined actions of the two loads, with pressure higher than compression , the self -stiffening obtained leads to increasing the critical load in a ratio of 4 in comparison with the traditional shape
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Michel, Gérard. "Flambage de coques cylindriques sous un chargement de cisaillement dynamique." Lyon, INSA, 1997. http://theses.insa-lyon.fr/publication/1997ISALx103/these.pdf.
Full textAbstract:
Les structures minces soumises à un chargement sismique sont sensibles au flambage malgré le fait qu’elles soient dimensionnées correctement pour les chargements statiques vis-à-vis des règles actuelles. Cette étude est menée dans le but de répondre aux questions concernant l’effet d’un chargement dynamique de cisaillement sur des coques minces. Pour mener cette recherche nous utilisons deux approches : une étude expérimentale et des simulations éléments finis. Le premier chapitre est consacré à une recherche bibliographique dans le domaine de l’instabilité, traitée d’un point de vue statique ou dynamique et des précédentes recherches menées sur les coques minces soumises à un chargement, statique ou dynamique, de cisaillement. Le second chapitre décrit les moyens utilisés pour mener à bien cette étude. Nous présentons les spécimens testés ainsi que la machine d’essais spécialement conçue pour réaliser les essais statiques et dynamiques. Une présentation des techniques de calculs et des éléments employés lors de nos modélisations permet de conclure cette partie. Une analyse, expérimentale et numérique, du comportement statique de la coque sous un chargement de cisaillement monotone ou cycle alterné constitue la troisième partie de ce document. Un comportement élastique bilinéaire avec un post critique stable est mis en évidence, la faible sensibilité aux défauts géométriques initiaux est également soulignée. Cette analyse nous permet de valider nos résultats (machine d’essais, codes de calculs) par rapport aux recherches similaires, elle sert également de base de référence pour les essais dynamiques. Le dernier chapitre présente les résultats des essais et simulations numériques des tests de chargements dynamiques. Une analyse vibratoire, par calculs éléments finis, de la coque est d’abord effectuée afin de connaître l’influence des défauts initiaux et d’une charge de précontrainte sur la réponse vibratoire de la coque. La modification des modes propres de type coque et la baisse des fréquences associées sous l’effet d’une charge de cisaillement croissante sont démontrées. Ensuite une synthèse des résultats expérimentaux, pour divers niveaux de charge et des fréquences d’excitation différentes, permet d’apporter une réponse concernant la perte de stabilité de la coque sous un chargement dynamique de cisaillement. La mise en évidence expérimentale d’une résonance paramétrique, pour des niveaux de charge inférieurs à la charge critique statique, est confirmée par les simulations éléments finis effectuées avec les codes ABAQUS et INCA. Cette instabilité, résultant du couplage des modes de vibrations et du mode de flambage, est fonction du niveau de charge et de la fréquence du chargement par rapport à la fréquence propre de la coqueThin-walled structures under seismic loading could exhibit bulking, even in the case of a correct static design in relationship with the design codes. The aim of our study is to answer questions about the effect of dynamic shear loading thin shells. Two approaches, experimental tests and finite elements simulations, are used in order to lead this goal. Chapter one is dedicate to a bibliographic research; static and dynamic instability are treat in point of view theoretical. Previous studies, regarding static and dynamic shear buckling, are also describe. The second chapter describes the tools used in this study. Experimental specimens and the special static and dynamic design machine test are presented; computational technique and finite element presentation end this part. Firstly a static analysis, with a comparison between experimental and numerical results, is done in order to have data before dynamic tests. Monotonous and cyclic tests are performed in order to underline the elastic bilinear and stable post critic behavior, the initial imperfection insensitivity is also showed. Dynamic tests and finite element simulations are presented in the last. A shell finite element vibration analysis is done in order to understand the initial imperfection and shear load effects. Then, the experimental results synthesis, for distinct load level and excitation frequencies, shows the occurrence of dynamic instability in the case of cylindrical thin shell under dynamic shear loading. Experimental parametric resonance, with load level inferior to static critical load, is bearded out by finite element simulations with the softwares ABAQUS and INCA. This instability, result of the buckling and vibration modes coupling, is function of the load level and the frequency excitation in relationship with the shell eigen frequency
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Debbaneh, Nabil. "Flambage de coques de révolution à méridienne brisée sous pression latérale externe." Lyon, INSA, 1988. http://www.theses.fr/1988ISAL0046.
Full textAbstract:
Ce travail présente une étude détaillée du flambage de coques de forme nouvelle. Ces coques montrent un effet d'auto raidissage considérable vis-à-vis d'une coque cylindrique droite. Cet effet d'auto raidissage peut être compromis par les imperfections de conditions aux limites, comme nous l'avons montré dans cette étude. Cette étude est conduite au moyen de deux méthodologies : expérimentale et numériques. Elles permettent de valider le code de calcul pour cette configuration particulière et de fournir une interprétation théorique des phénomènes physiques observés. Dans l'analyse expérimentale, deux type de conditions aux limites sont étudiés. L'une se rapproche d'un encastrement parfait pour lequel les déplacements sont maîtrisés. L'autre, est réalisé par pinçage mécanique se rapprochant de l'encastrement, mais présentant une imperfection de liaison suivant le déplacement axial modal. L'analyse numérique est conduite en linéaire et non linéaire en intégrant les défauts initiaux et les paramètres de liaison. La modélisation correcte des phénomènes physiques observés permet de cerner l'influence des différente imperfections. Une analyse de l'imperfection des conditions aux limites est proposée, par la prise en compte de la raideur de liaison.
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Mathon, Cédric. "Flambage sous flexion et pression interne de coques cylindriques minces." Lyon, INSA, 2004. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2004ISAL0097/these.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail de recherche, qui s'inscrit dans le cadre d'une action menée pour CNES/EADS, traite du comportement des structures coques cylindriques minces (R/t = 400), intérieurement pressurisées ou non, soumises à un chargement de flexion. Après une introduction du concept de stabilité d'équilibre, auquel il sera largement fait appel durant notre exposé, nous abordons dans une première partie les structures non pressurisées. Le cadre d'application de la théorie linéaire classique est précisé, ce qui nous permet d'examiner les causes possibles des écarts de comportement couramment observées expérimentale-ment entre des coques minces sous flexion ou sous compression axiale. La deuxième partie concerne les coques pressurisées. L'effet de la pression est considéré sous plusieurs angles différents. Nous étudions tout d'abord quelles sont les conséquences de celle-ci sur les défauts géométriques. Puis nous proposons une synthèse de nos observations expérimentales, afin de mettre en évidence l'évolution des charges de bifurcation avec la pression interne. Un troisième section de cette partie s'intéresse au comportement post-bifurcationnel d'une coque pressurisée en flexion, et nous montrons en particulier que la charge de col-lapse peut être significativement plus élevée que la charge de bifurcation, contrairement au cas d'une coque pressurisée sous compression axialeThe study deals with the behaviour of thin-walled cylindrical shells (R/t = 400), internally pressurized or not, submitted to a pure bending load. After a short overview allowing us introducing the mechanical concept or stability, we first examine unpressurized structures. Limits of the classical linear theory are investigated, and we scrutinize the various reasons that may explain the statistical gap between experimental results under a bending moment or pure compression. The second part concerns pressurized shells. The action of internal pressure is considered from various points of view. We examine its consequences on geometrical defects through experimental measurements, and then we precise the evolution of bifurcation loads related to the increasing of the pressure. The post-critical behaviour is then studied, and with the help of our experimental results, we show that the collapse load is significantly higher than the buckling load, which is not the case for pressurised shells under pure compression
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Tardea, Gabriela. "Sur une formulation équilibre pour un problème de coques minces." Pau, 1995. http://www.theses.fr/1995PAUU3015.
Full textAbstract:
Ce travail concerne l'analyse numérique de quelques formulations mixtes duales pour un problème de coques minces. Il se compose de deux parties principales : l'une porte sur l'analyse du modèle bidimensionnel de Naghdi pour les coques minces et l'autre sur l'étude du modèle tridimensionnel de coques. Dans la première partie on propose une formulation mixte, duale en cisaillement transverse et primale en l'effort membranaire et le moment de flexion, avec deux variantes, selon les inconnues cherchées. On analyse aussi la possibilité de réduire le nombre des inconnues, en proposant une formulation mixte duale en cisaillement et qui n'approche plus l'effort membranaire et le moment de flexion. L'étude d'une approximation conjointe de la géométrie est faite également. Dans tous les cas, on complète l'étude par des variantes ou la vérification des conditions inf-sup ne sont plus nécessaires: formulations de type lagrangien augmente. Pour chaque cas, des résultats d'existence et d'unicité sont établis et l'étude de l'erreur en fonction du petit paramètre (l'épaisseur) est faite. La deuxième partie constitue une analyse numérique d'une formulation mixte duale pour le cas 3-d. L'apparente facilité de l'obtention de la méthode (par rapport aux cas précédents) est compensée par l'inconvénient de travailler dans un domaine avec une dimension petite ; on a donc besoin d'un très grand nombre d'éléments finis tridimensionnels.
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Limam, Ali. "Flambage de coques cylindriques sous combinaison de chargements : pression interne et compression axiale." Lyon, INSA, 1991. http://www.theses.fr/1991ISAL0059.
Full textAbstract:
Les orientations industrielles actuelles et futures conduisent à une optimisation des structures en coques, telles que les réservoirs de lanceurs ou les cuves de réacteurs nucléaires. . . Ainsi, le gain en poids implique une évolution vers des géométries de plus en plus minces, ce qui augmente le risque d'instabilité. La fiabilité de ces choix nécessite donc une maîtrise des marges de sécurité vis-à-vis du phénomène de flambage. Le présent travail contribue à la compréhension et à l'analyse du comportement de coques cylindriques pressurées, soumises à une compression axiale. La démarche de base adoptée, consiste en une approche expérimentale suivie de la confrontation à une modélisation numérique, ainsi que la position vis-à-vis de certaines règles de dimensionnementOwing to their strength over weight ratio and their geometrical characteristics, cylindrical shell structures offer a wide variety of applications including aerospace structures and nuclear engineering. The optimisation of these structures made it necessary to study the risk of buckling. The object of this work is to bring a contribution to the understanding and analysis of the influence of internal pressure on the buckling of circular cylindrical shells under axial compression. The study was carried out using both experimental and numerical calculations
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Tafla, Achraf. "Eléments finis mixtes-hybrides naturels sans facteurs correctifs du cisaillement pour les plaques et les coques composites multicouches." Reims, 2007. http://www.theses.fr/2007REIMS002.
Full textAbstract:
Cette étude doctorale concerne la formulation et l’évaluation de nouveaux éléments finis mixtes-hybrides de plaques et de coques composites multicouches. Ces éléments finis sont basés sur la théorie du premier ordre (Reissner/Mindlin). Ils présentent le principal avantage de ne pas recourir aux facteurs de correction du cisaillement transversal (CT). L’élément fini mixte-hybride de plaque à 4 nœuds MiSP4/ml (Mixed Shear Projection 4-node/multilayer) est développé dans un premier lieu. C’est une adaptation au cas des plaques composites du modèle MiSP4 isotrope, proposé en 1993 par Ayad. Il modélise des plaques composites quelque soit le nombre de couches, sans utiliser de facteurs correctifs du CT. Deux modèles isoparamétriques courbes à 4 nœuds pour l’analyse des coques composites sont développés ensuite. Le premier modèle est mixte-hybride naturel (NHMiSP4/ml : Natural Hybrid Mixed with Shear Projection 4-node/multilayer), pour lequel les parties membrane et flexion sont respectivement hybride au sens de Pian et mixte-hybride avec déformation de CT se substitution. Le second modèle HMiSP4/Q4/ml reste mixte-hybride en flexion/CT et développe une formulation en déplacement pour la membrane. Un des avantages de ces deux modèles de coques est la prise en compte dans la formulation théorique du gauchissement dans les coques. Leur adaptation aux coques multicouches suit la même démarche que pour la plaque multicouches. Les facteurs de correction du CT sont également évités. Les deux éléments sont confrontés à des éléments en déplacement et d’ordre supérieur sur des cas-tests de coques multicouches sous sollicitations statiques et dynamiques (vibrations libres)This study deals with the formulation and the evaluation of new hybrid-mixed finite elements for multilayered composite plates and shells. These finite elements are based on the first order theory(Reissner/Mindlin). They present the main advantage of not using transverse shear correction factors. The Mixed with Shear Projection 4-node multilayered model MiSP4/ml is first developed. It is an adaptation to composite plates of the isotropic model MiSP4, which has been proposed by Ayad in 1993. It models composite plates with one or several layers, without using shear correction factors. Two curved isoparametric models with 4 nodes are developed for the analysis of composite shells. The first model is natural mixed-hybrid (NHMiSP4/ml: Natural Hybrid Mixed with Shear Projection 4-node/multilayer), for which both membrane and bending parts are respectively hybrid (pian approach) and hybrid-mixed with substituted shear strains. The second model HMiSP4/Q4/ml remains hybrid-mixed for bending/shear behaviour and develops a displacement membrane formulation. These two shell models takes into account in the theoretical formulation of shell warping. Their adaptation to the multilayered shells follows the same step as for the plate model MiSP4/ml. Shear corrections factors are also avoided. All of developed elements are confronted with some known high-order elements, across testing multilayered structure problems under static and dynamic loadings (free vibrations)
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Gayton, Nicolas. "Dimensionnement semi-probabiliste des coques minces de révolution susceptibles d'instabilités géométriques." Clermont-Ferrand 2, 2002. http://www.theses.fr/2002CLF21367.
Full textAbstract:
Dans le dimensionnement des structures minces, le flambage est un problème majeur, qu'il s'agisse de boîtes de boissons, de silos à grains ou bien encore de sous-marins. Au delà d'un certain niveau de chargement, la structure entre dans un état d'équilibre instable, et une perturbation quelconque va l'entraîner vers une autre position d'équilibre stable ou non. Toutes les études expérimentales menées sur ce type de structures mettent en évidence l'influence des défauts géométriques (ovalisation, variation des épaisseurs) sur le comportement mécanique de la structure. Les défauts géométriques sont fortement aléatoires et la nécessité de les prendre en compte en phase de dimensionnement est alors indispensable dans le but d'obtenir une conception fiable et économique. Traditionnellement, le dimensionnement des coques minces est assuré par un coefficient global prenant en compte les différentes variabilités rencontrées (défaut, propriétés géométriques, propriétes des matériaux). Cette approche du dimensionnement, en considérant un unique coefficient empirique, conduit à des structures fortement hétérogènes en terme de fiabilité. L'objectif de cette thèse est de proposer une démarche semi-probabiliste et des formats en relation avec un objectif de fiabilité, pour le dimensionnement des coques minces susceptibles d'instabilités pour lesquelles une modélisation mécanique MEF avec le code INCA/STANLAX est nécessaire. Cet objectif a nécessité tout d'abord de disposer d'outils de couplage mécano-fiabiliste efficaces en vue d'évaluer la fiabilité des coques minces. Plusieurs outils ont été développés dont la méthode CQ2RS par surfaces de réponse. Les méthodes de calibration de coefficients partiels ont été améliorées pour permettre un dimensionnement à partir de modèles par éléments finis. Enfin, à travers l'exemple de la maille raidie, nous montrons l'efficacité de trois formats de dimensionnement semi-probabiliste par rapport au code empirique classique BS5500
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Vlachoutsis, Stefanos. "Éléments finis tridimensionnels dégénérés de coques avec integration explicite suivant l'épaisseur." Toulouse, ENSAE, 1987. http://www.theses.fr/1987ESAE0009.
Full textAbstract:
Une étude des éléments finis tridimensionnels dégénérés de coques avec intégration explicite suivant l'épaisseur est réalisée dans le cas général des coques multicouches pour l'analyse linéaire-statique. Le problème tridimensionnel du calcul des matrices de rigidité et de masse se réduit à un problème bidimensionnel, l'intégration suivant l'épaisseur étant effectuée explicitement. La formulation proposée permet de définir différentes approximations en comparant les puissances du rapport épaisseur-rayon de courbure principal minimal de la surface moyenne à l'unité. Le phénomène de "verrouillage" est expliqué grâce à la présente formulation. La dégradation de la précision due à la position des noeuds intermédiaires est évitée à l'aide des fonctions de forme modifiées, proposées dans le présent travail. Les coefficients correctifs de cisaillement transversal ont été étudiés et leurs expressions analytiques pour un sandwich symétrique ont été obtenues. Les applications numériques effectuées testent l'élément fini quadrilatère à 8 noeuds dans les cas de structures multicouches et sandwiches en comparant les résultats par éléments finis avec ceux donnés par différentes théories. Une comparaison a été faite entre les résultats obtenus en utilisant l'élément fini avec intégration explicite-première approximation avec ceux obtenus en utilisant l'élément avec intégration numérique. L'élément fini avec intégration explicite a été implanté dans le code ASELF (AéroSpatiale ELéments Finis).
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Brocard, Jérémie. "Bruit d'aspirateur : perception et caractérisation de l'effort du moto-ventilateur." Lyon, INSA, 2007. http://www.theses.fr/2007ISAL0059.
Full textAbstract:
Ce document rapporte une étude qui s'inscrit dans une démarche visant à diminuer les nuisances sonores produites par l'aspirateur électroménager. La première partie est une étude perceptive du son de neuf aspirateurs commercialisés. Des enregistrements binauraux ont été proposés à une population d'auditeurs constituée selon des critères commerciaux définis par le constructeur. Lors d'une comparaison par paires, chaque auditeur jugeait de l'agrément et de l'impression d'efficacité ressentie. Les résultats obtenus mettent en avant la difficulté de juger par l'écoute de cette dernière et permettent de définir les points sur lequel l'industriel doit travailler pour améliorer l'agrément du produit. Une deuxième étape applique la méthode des plans d'expériences aux tests d'écoutes perceptives. Un enregistrement binaural a été réalisé sur un aspirateur prototype du constructeur. Le son de celui-ci a été modifié selon trois paramètres identifiés comme important dans l'agrément. Ces modifications suivent une table de plan d'expérience fractionnaire. Les réponses d'agrément des auditeurs ont permis de quantifier les contributions relatives de ces différents paramètres. La seconde partie de la thèse concerne la mise au point d'un banc d'essai pour la comparaison et la caractérisation de moteurs d'aspirateur qui constituent une source solidienne importante à travers une liaison linéique à la structure. En règle générale, pour faire une caractérisation complète d'une source vibratoire, il faut connaître, en chaque point de couplage, une quantité passive de la source (une mobilité découplée du moteur par exemple) et une quantité active qui peut être l'effort appliqué sur une struture de réception de mobilité connue. Dans le contexte de moteurs d'aspirateur, la géométrie et les matériaux de la source ne permettent pas de réaliser des mesures directes. Il est alors proposé de développer une identification indirecte des efforts sur une structure réceptrice connue analytiquement et de donner une approche permettant d'identifier à posteriori le comportement du moteur dans son montage final. La structure réceptrice étudiée est une coque cylindrique modélisée par un opérateur différentiel de Donnell. Celui-ci est alors réduit en fonction de la nature de l'excitation. Par exemple, dans le cas d'un effort radial tournant, cet opérateur se projette naturellement sur l'ordre circonférentiel 1 qui simplifie grandement l'étude puisque le problème devient mono-dimensionnel. Ensuite, l'équation du mouvement est discrétisée par des schémas aux différences finies qui conduisent à la possibilité d'identifier la force tournante appliquée à partir des déplacements vibratoires uniquement radiaux. Après avoir formulé ces différentes étapes, des simulations numériques ont été réalisées pour étudier, notamment, les effets d'instabilités induits par ce type de problème inverse. Comme pour la plupart des problèmes "mal posés", une régularisation a été développée, elle est basée sur un filtrage en nombre d'onde et de règlages des paramètres de régularisation ont été ajustés pour garder une précision suffisante dans la quantification des efforts tout en limitant l'instabilité lorsque les données (déplacmeents vibratoires) sont entachées d'incertitudes de mesure. Enfin, des expérimentations ont été menées, elles ont permis de mettre en avant des difficultés de réalisation du banc et de définir comment les données mesurées doivent être traitées. Accompagnées de mesures de vitesses vibratoires libres d'un moteur, une identification complète de la source à son régime de rotation a été réaliséeThis document presents a study which intends to reduce the sound annoyance produced by vacuum cleaners. The first part is a study of sound perception of nine commercial vacuum cleaners. Binaural recordings were presented to listeners who fitted the client profile defined by the manufacturer. For each paired comparison the listener had to judge the agreement and felt efficiency impression. The method of experimental designs was then used to evaluate the results of the listening test. The sound of a vacuum cleaner was modified according to the method of the experimental designs was used to quantify the relative contributions of the various parameters identified as important in acceptance (sound pressure level, high/low frequency balance, emergence). The second part of the thesis relates to the development of a test bench for the comparison and characterization of vacuum cleaner motors which are an important vibration source of the structure. The study consisted in the development of a method for indirect identification of the forces applied to an analytical known structure. This structure is cylindrical, given by the geometry of the motor; its vibration is represented by the differential operator of Donnell. The nature of the excitation allows a simplification of it and led to the identification of the rotating force applied by the engine assuming radial vibratory displacements
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De, Mets Alain. "Étude directe en élasticité d'appareils à pression : formes de cône et de cylindres." Lille 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LIL10055.
Full textAbstract:
Étude d'appareils à pression formés d'une coque tronconique à bases circulaires et d'une coque cylindrique de révolution raccordées suivant la grande base du cône. On s'attache à l'analyse des contraintes dans la zone de raccordement du cône et du cylindre.
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Ouelaa, Nouredine. "Rayonnement acoustique des conduits cylindriques finis, parcourus par un écoulement uniforme." Lyon, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAL0075.
Full textAbstract:
L'étude décrit le rayonnement acoustique intérieur et extérieur à une enveloppe cylindrique finie déformable, prolongée par un baffle cylindrique infini, avec présence d'un fluide occupant le milieu interne, en mouvement uniforme et un fluide occupant le milieu externe infini au repos. Le milieu interne pourra contenir des sources acoustiques monopolaires, dipolaires ou une répartition surfacique de sources dipolaires dont le but est de modéliser le bruit émis par une pale de ventilateur La pression acoustique externe est exprimée sous forme intégrale de simple couche alors que la pression acoustique interne est de simple couches sur la sur face du cylindre et de double souche sur la surface de l'obstacle interne s'apparentant à la pale d'un ventilateur. Le modèle développé qui intègre l'aspect modal de la réponse de la coque, le rayonnement externe et interne et la prise en compte de fluide lourd et/ou léger avec ou sans écoulement constitue la modélisation de rayonnement de cylindre par la méthode intégromodale la plus sophistiquée actuellement. La résolution globale du problème s'effectue par projection dans la base in vacuo de cylindre sur appuisAn analytical of the modelisation of the acoustic radiation from a finite cylindrical shell with infinite rigid extensions is presented9 The shell is immersed in an infinite surrounding fluid at rest and contains flowing fluid. The shell is excited either by an harmonic driving force or by internal acoustic sources. In this study the theory and the main original results on the internal radiation impedances, the influence of the flowing fluid and the influence of the nature of fluid (heavy and/or light) on the acoustic radiated power in both medium exterior and interior are presented
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Al, Sarraj Maher. "Effets des ouvertures sur la stabilité des coques cylindriques minces soumises à compression axiale." Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0077.
Full textAbstract:
Les structures coques sont de plus en plus utilisées dans divers domaines, tel que le génie civil, l'aéronautique et l'astronautique. Les avions, les réservoirs, les cheminées et les tuyaux de communication, présentent un exemple dans chacun de ces domaines. La présence des ouvertures dans ces structures est souvent nécessaire pour assurer certaines fonctions. Il est clair que l'existence d'une ouverture dans des structures minces perturbe leur axisymétrie et modifie leur comportement. Elle crée également une zone de faiblesse qui perturbe la raideur totale et augmente le risque d'instabilité. L'effet d'une ouverture dans une coque dépend de sa taille, sa forme et également de la sollicitation que subit la coque. Notre travail contribue à la compréhension et à l'analyse du comportement au flambage des coques cylindriques comportant des ouvertures et soumises à une compression axiale. Notre démarche de base consiste en une approche expérimentale confrontée parallèlement à des modélisations numériques. Une étude est menée d'abord sur des coques cylindriques sans ouverture en vue d'acquérir une référence de comparaison. Elle met l'accent sur l'analyse des défauts géométriques existant. Les ouvertures analysées sont de forme carrée et rectangulaire. L'effet des dimensions, de la position et du nombre sont étudiés pour les ouvertures carrées. Pour les ouvertures rectangulaires les dimensions et la direction de l'ouverture sont analysées. Les modélisations numériques permettent de quantifier l'effet des défauts et de la plasticité en cas de couplage à l'ouvertureShell structures are increasingly used in diverse fields such as civil engineering, aeronautics and aerostatics. Classical examples include aircraft, reservoirs, chimneys and communication towers. The presence of openings or apertures on these structures are very often inevitable for certain functions to be properly performed or executed. However, it is understood that the presence of an opening on a thin-walled structure affects not only the asymmetry but also its mechanical behaviour. Furthermore, it creates a zone of weakness which naturally reduces the global stiffness thereby increasing the instability sensitivity of the overall structure. The effect of an opening on a shell structure depends on its size, shape and the nature of the externally applied load. The work presented in this thesis is a contribution to the understanding of the mechanics of buckling of thin cylindrical shells with openings subjected to axial compression. To accomplish the above task, a comprehensive literature search was carried out on thin shells with inherent geometrical imperfections which formed the background to the study. Two types of opening were considered : square and rectangular. For each a parametric study was carrieG out on the dimension, position and distribution. A finite element package was used to quantify the effects of imperfection as well as the coupling of plastic failure with openings
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Djeghaba, Kamel. "Contribution à l'analyse non linéaire géométrique des coques minces en théorie de Marguerre." Lyon, INSA, 1990. http://www.theses.fr/1990ISAL0043.
Full textAbstract:
La construction d'un modèle numer1que simple et correctement le comportement en grands déplacements actuellement un grand intérêt particulièrement performant traduisant de structures, suscite quand il s'agit de structures courbes. Nous nous proposons dans ce l'analyse non linéaire géométrique construction d'un élément d'arc et théorie de MARGUERRE. Travail d'apporter une contribution à de structures courbes minces, par la d'un élément de coque formulés en La première partie de ce travail est consacrée aux choix d'une théorie de coque, celle de MARGUERRE offre une solution simple et efficace par rapport aux théories classiques. Les phénomènes de blocage de membrane induits par le couplage membrane-flexion sont traités par la technique de décomposition modale. La description du mouvement ainsi que écriture de l'état d'équilibre sont faites en D. L. A. A (Description Lagrangienne Actualisée Approchée). Son association avec la théorie de MARGUERRE, ainsi que l'utilisation d'un système d'axes quo-rotationnel nous conduit à la description noté D. L. C. M (Description Lagrangienne quo-rotationnelle en théorie de Marguerre), présentant un aspect plus exact que la D. L. A. A. La deuxième partie est consacrée à la construction de deux éléments d'arc et de coque formulés en D. L. C. M. Cette construction est effectuée aussi en D. L. A. A afin d'apprécier l'apport de la prise en compte de la courbure par la D. L. C. M. Afin de gérer les processus non linéaires, des algorithmes de Newton-Raphson assoc1es aux pilotages en charge, déplacement ou longueur d'arc imposés sont présentés dans la troisième partie. Nous présentons dans la dernière partie, des exemples tests pris généralement comme référence dans la littérature pour ce type d'analyse. Ils montrent le bien fondé de la démarche retenu, la performance ainsi que l'efficacité de la D. L. C. M notamment dans la réduction du temps de calcul[The numerical representation using finite element of geometrically non linear behaviour of curved structures is of considerable interest. The objective of this work is to give a contribution to geometrically non linear analysis by the construction of an arch and a shell elements using MARGUERRE's theory. The first part concerns the choice :of suitable shell theory and the MARGUERRE's one present more advantages in simplicity and efficiency than those classical. The effects of coupling between membrane and pending creates the membrane locking phenomenon which is treated by the mode decomposition technique. The description of motion is made in A. U. L. D. (Approximate Updated Lagrangian Description). Its association with MARGUERRE 's theory referenced in a corotationnal axes leads us to the description that we call Co rotational Lagrangian Description in MARGUERRE's theory and note C. L. D. M. . The second and the third parts concerns the construction of the two elements using C. L. D. M. And A. U. L. D. And the presentation of NEWTON-RAPHSON algorithms for solving the non linear process. Many tests and examples are presented in the last part to demonstrate the accuracy and efficiency of the C. L. D. M. In solving geometrically non linear problems specially in the reduction of the computing time. ]
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Boullard, Arnaud. "Propagation des ondes dans les coques simples ou en nid d'abeilles soumises à des charges mobiles : application au lanceur Ariane 5." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2004. http://www.theses.fr/2004ECAP0936.
Full textAbstract:
L'arrivée sur le marché spatial d'une nouvelle classe de lanceurs plus puissants tel Ariane 5, fait ressurgir un critère dimensionnant mal maîtrisé analytiquement et numériquement : celui des chocs d'origine pyrotechnique induits par les lanceurs sur les satellites. Les problèmes rencontrés lors de la modélisation de ces chocs pyrotechniques sont principalement liés à la taille de la structure et aux très hautes fréquences rencontrées. La géométrie de la structure est de type coque mince. A cause de la courbure il est impossible de découpler les différents modes de propagation des ondes provenant du choc. Dans une première partie, après avoir précisé quelques éléments de géométrie différentielle, on s'intéresse aux équations des ondes dans les coques de Mindlin, dans le cas le plus général. Le contexte nous permet cependant d'axer notre étude sur les hautes fréquences, ce qui permet, après avoir explicité le tenseur acoustique caractéristique, de trouver des solutions analytiques à notre problème. La modélisation retenue pour le choc pyrotechnique est une charge mobile défilant à haute vitesse. Une étude analytique permet de faire ressortir les phénomènes d'ondes de chocs. Des résultats numériques mettent en évidence les cônes de Mach pouvant exister dans un milieu bidimensionnel soumis à une charge mobile supersonique. La stratégie retenue est celle du remaillage adaptatif, et le schéma d'intégration en temps est basé sur la formulation de Galerkin discontinue. A cette occasion, les phénomènes de couplage entre les différents types d'ondes apparaissent lorsque la structure est de type coque. Des éléments du lanceur européen étant réalisés en nid d'abeille, la dernière partie de l'étude est axée sur ce matériau. Nos résultats analytiques et numériques dans des coques et des plaques font apparaître des phénomènes intéressants, comme l'anisotropie en dynamique. Une approche locale de la propagation des ondes dans le nid d'abeille est utilisée, et permet d'envisager une homogénéisation par un matériau isotrope transverse. De nombreuses pistes de recherche sont finalement proposées pour de futures investigations.
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Bauruelle, Jean-Claude. "Contribution à l'analyse des coques de révolution présentant localement des singularités." Lyon, INSA, 2003. http://www.theses.fr/2003ISAL0048.
Full textAbstract:
Le premier chapitre est une étude bibliographique : - des rappels sur les notions de stabilité des coques, et sur flambage, - des rappels concernant les méthodologies numériques, - une présentation des travaux de recherche portant sur l'utilisation d'éléments d'interface. Dans un deuxième chapitre, les éléments 3D implémentés (DKT 18 et Q4g24) pour rendre possible la modélisation 3D au sein du code de calcul utilisé (STANLAX) sont présentés ainsi que les calculs de validation associés à ces développements. Le troisième chapitre est consacré à la formulation d'une liaison 2D-3D. Deux formulations sont proposées, l'une basée sur une discrétisation tridimensionnelle de l'interface et une autre reposant sur une description axisymétrique par série de Fourier. Enfin, le dernier chapitre présente les calculs réalisés afin de valider les formulation des éléments de liaison proposéeThe first chapter is a literature review which includes : - reminders about shell stability concept and shell buckling concept, - reminders about the numerical methods, - a presentation of research works concerning the use of interface elements. In the second chapter, the 3D elements implemented (DKT18 and Q4g24) in the code, in order to make the 3D modeling possible, are presented. The results of the analysis carried out to validate the developments are also presented. The third chapter is dedicated to the formulation of a 2D-3D interface elemnt. Two formulations are proposed. The first one is based on a three-dimensional discretization of the interface and the second one is based on an axisymmetric description by Fourier series. Finally, the last chapter presents the calculations performed in order to validate the proposed interface element formulations
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Guenfoud, Mohammed. "Deux éléments triangulaires nouveaux pour l'analyse linéaire et non linéaire géométrique des coques." Lyon, INSA, 1990. http://www.theses.fr/1990ISAL0088.
Full textAbstract:
Ce travail vise à apporter une contribution à l'analyse linéaire (statique et dynamique) et non linéaire (grands déplacements) des structures courbes minces ou épaisses par la construction d'éléments d1 arcs et de coques. * Deux éléments pour les structures planes (poutres et arcs) *Quatre éléments pour les structures tridimensionnelles (plaques et coques). Il est fondé, d'une part, sur une théorie curviligne des coques proposée par PARK d'autre part, sur les hypothèses cinématiques de HENCKY-MINDLIN. En effet, deux problèmes essentiels se posent lors de la modélisation des structures courbes C°. Le premier est lié à la représentation géométrique de la structure et le deuxième, aux phénomènes de blocage de membrane et de cisaillement transversal. Deux voies son possibles pour traiter ces problèmes. La première consiste à réaliser une approximation géométrique simple et traiter les phénomènes de blocage soit par intégration réduite soit par décomposition modale. Ces solutions restent curatives et posent quelques problèmes. Ces difficultés conduisent à choisir la deuxième voie fondée sur les idées de PARK qui constituent une solution préventive. Les deux phénomènes sont alors traités simultanément. Sur cette base deux éléments triangulaires de coques originaux sont proposés et validés. Les résultats montrent le bien-fondé de ces choix sur toutes les structures de coques[The construction of a simple and effective numerical model for curved structures is an important and continually up-dated subject. The work developed in this domain is related to two principal difficulties. * The geometrical hypothesis adopted in the shell theory (shallows shell or deep shell theory). * The kinematic hypothesis adopted in the strain-displacement relations. The elements developed in this paper are based on the curvilinear shell theory proposed by PARK and on the HENCKY - MINDLIN's kinematic hypothesis. Generally, two problems are encountered during the modelling of the co curved structures. The first problem is the geometrical representation of the structure, solved by realizing a simple geometrical approximation. The second is the membrane and transverse shear locking phenomenon. The most generally used solutions for treating the locking phenomenon are the method of reduced integration and the mode decomposition technique. However, these solutions remain curative and lead many problems either with their limited field or of a numerical nature. These difficulties led to a new. Method based on the approach of PARK which constitutes a preventive solution: indeed this approach is based in the avoidance of these problems before they appear. Two shell elements based on this approach are formulated. The first element is a three nodes linear triangular element and the second one is a six nodes quadratic triangular element. ]
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Belhouchet, Zoubir. "Comportement et stabilité des coques cylindriques sous charges de type "silo" : étude analytique et numérique." Metz, 1998. http://www.theses.fr/1998METZ038S.
Full textAbstract:
Le travail de la présente thèse se résume en deux parties. La première concerne l'étude analytique et numérique du comportement de la coque cylindrique soumise à des charges symétriques combinées (pression horizontale et frottement en parois) type "silo". Une nouvelle méthode analytique décrivant le comportement élastique linéaire de la coque est développé à partir des équations d'équilibre. Nous avons ainsi obtenu les fonctions de distribution des sollicitations et des déplacements des parois de la coque. La modélisation de la structure par élément fini en utilisant le logiciel Abaqus nous a permis de valider les expressions obtenues. Les comparaisons ont montré une bonne concordance entre les résultats des simulations numériques et ceux obtenus analytiquement par notre approche. L'analyse du comportement de la coque sous charges non uniformes complète cette partie. L'effet de ces charges, dues à la vidange excentrée des silos se traduit par des moments de flexion très importants. La deuxième partie est consacrée à l'analyse du voilement des coques cylindriques imparfaites. Une étude paramétrique a été effectuée à l'aide du programme Abaqus pour déterminer l'influence relative de chaque paramètre (épaisseur de la coque, rigidité des raidisseurs ) affectant la résistance de la coque. Sur la base des résultats obtenus, une méthode semi-analytique de calcul de la résistance ultime au voilement de la coque a été établie pour une coque raidie et isotrope. Les différentes comparaisons établies entre les résultats des formules de la littérature, de l'eurocode 3 et de notre approche, avec les résultats numériques montrent la validité de la méthode proposée. Cependant, cette contribution présente une amélioration des formules actuelles données par l'EC3This work can be summarized in two parts. The first one deal with a theoretical and numerical studie of the behavior of cylindrical shell submissive to combined symmetrical loading (horizontal pressure and wall friction silo type. A new analytical method described the linear elastic behavior of shell is developed by the equilibrium equations. In this way we have get the fonction of stress distribution and displacement of shell skin. Structure modeling by finite element using Abaqus software we are permit to validate the expressions obtained. The comparaison have shows a good concordance between results of numerical similuation and those obtained with our analytical approch. The analysis of shell behavior subjected to unsymmettrical loading complete these part. The effect of these load dues te eccentric discharge of the silo it self translated by a much importanted flexion moments. The second part concerns the warping analysis of imperfect cylindricals shells. Abaqus program was used again in study of the influence of the parameters (shell thiknesse, stiffner stiffness. . . ) affeting shell strength. About basis results obtained, a new semi-analytical method is developed for calculation of the ultimate stress resistance of the stiffened and isotropic shells. The differents comparaisons made between the results, of literature formulas, of EC3 and of our approach, with the numerical results, show a validity of the suggest method. However, this contribution present a improving for present formulas given by EC3
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Vailhen, Christian. "Dynamique numérique du contact-frottement entre coques en grandes transformations." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1998. http://www.theses.fr/1998ECAP0578.
Full textAbstract:
Ce mémoire est consacre à la dynamique du contact-frottement entre structures coques. On propose une formulation en grandes transformations basée sur une cinématique de Mindlin. Les grandes rotations sont paramétrées par un vecteur rotation évoluant dans un espace vectoriel à partir duquel l'orientation des fibres de la coque est définie en fonction du temps et d'une configuration plane de référence. Un modèle de contact normal pénalise et une loi de frottement de coulomb régularisée sont formules sur les surfaces exactes, faisant apparaitre des couples de contact. En introduisant des forces auxiliaires de contact, ces modèles sont intégrés dans le principe des travaux virtuels qui est ramené à la configuration de référence. Une linéarisation consistante conduit a des quantités objectives ou est mis en valeur le rôle des variations du directeur dans ces modèles d'interface. Le principe des travaux virtuels est alors discrétise dans le cadre d'un schéma implicite, et résolu numériquement par élément finis. Un schéma d'intégration temporelle de Newmark est mis en œuvre, et sa pertinence est discutée dans le cas de problèmes d'impacts. On propose un algorithme de recherche des zones de contact base sur un maillage adaptatif de l'espace sous forme d'octrée spatial. Il permet de réduire le cout de cette phase de détection. L'implémentation numérique est effectuée dans un environnement de programmation oriente objet dont on profite de la modularité, des structures de données et des mécanismes de langage pour mettre en œuvre les modèles évoques. Des exemples numériques mettent en valeur ces approches.
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Trouvé, Pascal. "Analyse de quelques méthodes non conformes d'éléments finis pour l'approximation des problèmes de coques minces." Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066576.
Full textAbstract:
Etude de la convergence d'approximations au moyen d'espaces d'éléments finis non conformes (sans approximation de la géométrie). Analyse de l'approximation, élément par élément, de la carte (pour des espaces conformes d'éléments finis). Cas des méthodes présentant les 2 types de non conformité, en déplacement et en géométrie.
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Aflak, Waeil F. "Flambage plastique de coques cylindriques sous compression axiale : influence des imperfections géométriques et des imperfections de conditions aux limites." Lyon, INSA, 1988. http://www.theses.fr/1988ISAL0044.
Full textAbstract:
Du fait de leur rapport capacité-Poids et de leurs caractéristiques spatiales les structures en coques offrent de multiples applications dans les constructions civiles nucléaires, marines, aérospatiales ou autres. Leur sensibilité aux phénom6nes d'instabilité constitue cependant un inconvénient majeur. La présence d'imperfections géométriques étant particulièrement défavorable à la résistance au flambage élastique des coques cylindriques sous compression axiale, il importe alors de s'assurer de l'influence que ces imperfections peuvent exercer sur le flambage de ces coques dans le domaine plastique. Notre travail vise à analyser au moyen d'expériences et de calculs numériques, la sensibilité du flambage plastique aux imperfections de forme et aux imperfections de conditions aux limites. Les essais concernent, des coques cylindriques d'épaisseur modérée (R/t = 125 à 155) soumises à une compression axiale. Les spécimens testés, sont, soit des coques quasi-parfaites de référence, ayant le minimum d'imperfections involontaires, soit des coques comportant des défauts initiaux purement géométriques. Les défauts étudiés correspondent à des formes d'instabilité critique ou post-critique observées sur des expériences de flambage plastique, ou obtenus par des calculs non linéaires. Des défauts localisés sont également étudiés. Deux méthodologies expérimentales sont adoptées pour la réalisation des conditions aux 1imites d'encastrement. La réalisation d'expériences fines et largement dépouillées permet, d'une part, d'approfondir la compréhension physique du flambage plastique des coques cylindriques avec ou sans défauts géométriques et d'autre part, de contribuer à l’élaboration et à la validation des codes de calcul non linéaires, et de méthodes simplifiées.
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Bouhafs, Brahim. "Analyse numérique du comportement des coques élasto-viscoplastiques en grandes rotations soumises à des charges dynamiques et thermiques." Lille 1, 2002. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2002/50376-2002-255.pdf.
Full textAbstract:
L'étude présentée dans ce mémoire de thèse concerne le comportement dynamique des coques minces élasto-viscoplastiques géométriquement non-linéaires soumises à des charges dynamiques et thermiques en grandes rotations avec prise en compte des effets du cisaillement transverse. La théorie des coques utilisée est du premier ordre. Les champs de déplacements définis par rapport à la surface moyenne et développées en série de Taylor à l'ordre 1, sont introduits dans le tenseur des déformations de Green-Lagrange. Nous utilisons le principe des travaux virtuels pour obtenir les équations de mouvement. La discrétisation du principe des travaux virtuels conduit à un système d'équations non-linéaires que l'on résout de manière classique par la méthode des différences centrées. Les effets viscoplastiques sont particulièrement importants dans le cas de charges rapides ou sous une température élevée. Les propiétés mécaniques et visqueuses du matériau peuvent évoluer avec la température. Pour ces raisons, il nous a paru intéressant d'étudier l'influence de la température sur la réponse dynamique des coques élasto-viscoplastiques. Le comportement thermo-élasto-viscoplastique du matériau de la coque est décrite par le modèle constitutif de Chaboche qui prend en compte les effets de la température. Les équations constitutives sont intégrées par la méthode des trapèzes. Les résultats obtenus seront comparés avec ceux de la théorie des rotations modérées et d'autres résultats de la littérature.
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Brossard, Flavien. "Etude de la migration de l'iode dans la zircone : application au stockage des coques." Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO10217.
Full textAbstract:
Cette etude a ete effectuee en partenariat avec l'andra dans la perspective du stockage a long terme des coques. Ce travail de these a ete centre sur l'etude des proprietes de retention de l'iode dans la zircone et la determination de donnees thermodynamiques qui permettent une extrapolation aux conditions de stockage des resultats obtenus a des temperatures relativement elevees. L'iode stable et radioactif sont introduits par implantation ionique dans du zirconium oxyde a l'air. Les evolutions des profils de distribution et de la perte d'iode sont determinees apres recuit sous flux d'air, par une technique d'analyse par faisceau d'ions et par spectroscopie. Le materiau est aussi caracterise par microscopie electronique a balayage, diffraction x en incidence rasante et par la mesure de la cinetique d'oxydation. Nous avons distingue deux phases dans le relachement de l'iode lors des recuits : une phase rapide liee aux degats d'irradiation ; une phase lente liee a l'evolution de la structure du materiau lors des recuits. Ainsi, dans la phase lente, deux coefficients de diffusion differents ont ete determines, l'un dans la zircone compacte et l'autre dans la zircone poreuse.