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Dissertations / Theses on the topic 'Déformations (Mécanique) – Modèles mathématiques'
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1
Putelat, Thibaut. "Quelques applications d'un modèle mécanique de la lithosphère." Lyon 1, 2002. http://www.theses.fr/2002LYO10257.
Full textAbstract:
Ce travail propose un modèle mécanique de la lithosphère qui interprète le concept d'enveloppe de résistance de la manière la plus simple possible. Le comportement fragile qui dépend de la pression et le comportement ductile fortement variable avec la température sont les seuls pris en compte. Les effets de ce modèle sur la stratification thermomécanique de la lithosphère et sur la dynamique de l'expansion océanique sont présentés. Nous étudions un problème modèle unidimensionnel qui combine un mouvement de cisaillement pur et un mouvement de glissement simple variable avec la profondeur. En plus de la transition fragile/ductile, nous mettons en évidence une couche de transition à travers laquelle s'opère un changement de comportement de la réponse des roches en écoulement ductile. Cette couche sépare une zone où le cisaillement pur domine, d'une zone plus profonde où le glissement simple l'emporte. L'application de ce problème à la lithosphère suggère que cette couche jouerait un rôle essentiel comme mécanisme de décollement. Ce problème modèle a été de plus appliqué aux lithosphères océanique et continentale pour lesquelles les géothermes classiques ont été utilisés. Concernant l'expansion océanique, nous développons une théorie analytique de couche limite avec raccordement. Nous montrons comment le couplage entre la lithosphère et la convection mantellique est non linéaire et non local et que l'écoulement gravitaire de la lithosphère océanique suffit à entraîner la remontée passive de l'asthénosphère. À la différence des études antérieures, notre analyse montre clairement les rôles de la force déviatorique et de la partie fragile. En considérant la dilatation thermique dans le loi de comportement, la théorie prédit un taux de déformation et un champ de contrainte en accord avec les observations de Stein & Paleyo (1991) et de Kreemer et al. (2002). La corrélation entre le déviateur des contraintes et les mécanismes au foyer est mise en évidence.
2
El, Alam Hanane. "Contribution à la mise en oeuvre de lois de comportements thermomécaniques issues de l'approche D. N. L. R. Dans le cadre des transformations finies." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2004. http://www.theses.fr/2004INPL100N.
Full textAbstract:
Pour étendre la loi de comportement issue du formalisme D. N. L. R. Aux grandes déformations, la difficulté réside bien dans le traitement de l'objectivité. Le présent travail constitue une première contribution visant à surmonter cette difficulté. C'est ainsi que suivant notre choix d'étude prenant appui sur la contrainte de Cauchy, nous avons été amenés à réfléchir sur le sens de la mesure de la déformation associée. Pour être plus précis, nous avons posé la problématique en examinant un panel assez complet de dérivées objectives proposées dans la littérature. A ce stade, nous avons pu vérifier, dans notre cadre thermodynamique, le caractère crucial du choix, a priori, d'une de ces dérivées objectives, sur le niveau de contraintes réellement "vu" par le matériau et correspondant à un niveau de déformation donné dans le cas du cisaillement simple. Les travaux récents de Xiao, Bruhns et Meyers nous ont orientés vers la dérivée dite logarithmique pour opérer l'intégration temporelle du taux de déformation en vue de définir- la mesure de la déformation associée à la contrainte de Cauchy et assurer la cohérence de notre loi de comportement en transformations finiesTo extend the D. N. L. R. Formalism to the large transformations, the difficulty lies weil in the treatment of the objectivity. This work is a first attempt to overcome this difficulty. Thus, according to the DNLR formalism which basically uses the Cauchy stress, an effort has been made to identify the associated definition of the strain measurement. More clearly, several objective rates proposed in the literature have been examined. At this stage, we verify within the DNLR thermodynamic framework, the importance of the choice, a priori, of one of these objective rates, on the level of stress really "seen" by the material for a given strain level. Recent works by Xiao, Bruhns and Meyers incited us to use the logarithmic rate in order to perform the temporal integration of the strain rate and to define the strain measurement associated to the Cauchy stress and to ensure the coherency of the behavior law for finite transformations
3
Detraux, Jean-Michel. "Formulations et applications en grandes déformations des solides." Compiègne, 1985. http://www.theses.fr/1985COMPI199.
Full text
4
David, Frédéric. "Modélisation méso-macro de la localisation de la déformation : étude de la sensibilité au cisaillement adiabatique d'un acier à blindage." Metz, 1997. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1997/David.Frederic.SMZ9713.pdf.
Full textAbstract:
L'objectif du travail présenté est consacré à l'étude de la localisation de la déformation plastique au moyen d'une modélisation originale alliant la mécanique et la microstructure du matériau. Cette modélisation est appliquée au cisaillement d'un acier à blindage, dans le cadre d'une étude de sa sensibilité au cisaillement adiabatique. Elle est basée sur les développements de la théorie mécanique des matériaux micro-hétérogènes à microstructure évolutive. Les hétérogénéités de la microstructure créées lors de la déformation plastique par les mouvements des dislocations et leurs interactions forment un réseau intragranulaire de cellules ou de groupes de cellules mobiles. Cet amas local de cellules peut être schématisé à une échelle mésoscopique par une "inclusion" dont la frontière est mobile. Nous présentons l'application du modèle biphase de l'inclusion plastique à frontière mobile de H. Sabar et M. Berveiller au cisaillement de cet acier, en parallèle à des essais de torsion et de poinçonnage progressif réalisés pour l'étude expérimentale. Le modèle simplifié, unidimensionel et en cisaillement simple isotherme, utilise des données mécaniques globales du matériau issues des essais mécaniques statique et dynamique pour déterminer ses caractéristiques, et des données topologiques de la microstructure basées sur des observations en microscopie électronique (meb/met) adéquates à ces échelles. La description de la modification de cette méso-structure au cours de la déformation de cisaillement montre qu'il est possible de prévoir la localisation de la déformation, et de préciser la sensibilité d'un matériau au cisaillement adiabatique par extension de cet aspect prévisionnel de la ruine. L'étude de la sensibilité du modèle à ses paramètres s'inscrit dans une recherche d'application a d'autres matériaux que l'acier de notre étude. L'intérêt de ce type de modélisation est de proposer aux élaborateurs de matériaux un outil numérique qui associe des données microscopiques (ou méso) accessibles aux métallurgistes, à des caractéristiques mécaniques globales du matériau final souhaité. La conception de matériaux nouveaux et l'amélioration de ceux existants est une application de cette modélisationSince the last ten years, the study of adiabatic shear bands (ASB) has ben oriented on the analysis of local phenomena which govern the localization of deformation. The importance of the microstructure (cells of dislocations or dislocations walls) was pointed out and a new subject of interest is to understand the specific characteristic mechanisms of adiabatic shear initiation. We developed a simplified meso-macro mathematical model based on the plastic inclusion with moving boundaries (Sabr & Berveiller, 1990) to try to describe the early stage microstructure evolution in this very narrow sheared surface and the strain localization. We made the hypothesis that the inclusion could be modeled by cells of dislocations or groups of dislocations cells at a meso-level. We used a progressive punching test with split Hopkinson bars which allowed us put a piston pressure on a cylindrical round shape sample of an armour martensitic steel, in a range of increasing strain rates. The complex and extremely refined microstructure required to observe this band in transmission electronic microscopy on several zones in the depth of the sharp band to understand the inside state evolution. The interesting point is to observe different stages of adiabatic sheared zones and very high sheared zones the strain gradient within the same sample is important to identify the initialization conditions of adiabatic shear band. We also developed a model to study the behaviour of materials when localization of deformation appears. The interest is to propose a technical methodology for others materials and their improvement in industrial applications cases
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Labzae, Allal. "Modèle de calcul des déformations viscoplastiques des brames dans la coulée de l'acier." Metz, 1988. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1988/Labzae.Allal.SMZ8824.pdf.
Full textAbstract:
Les calculs s'appuient sur l'équation de Norton-Hoff pour la viscoplasticité et sur différentes variantes de cette équationThe calculations are based on the equation of Norton-Hoff for viscoplasticity and on different variants of this equation
6
Chateau, Xavier. "Sur quelques problèmes liés à la modélisation mécanique de l'emboutissage." Palaiseau, Ecole polytechnique, 1992. http://www.theses.fr/1992EPXX0015.
Full textAbstract:
La modélisation des procédés d'emboutissage permet de construire des outils de simulation. Pour cela, il est nécessaire de prendre en compte de nombreux phénomènes : plasticité, grands déplacements, conditions de contact unilatéral, frottement, risques d'apparition d'instabilités. La première partie du mémoire est consacré à l'étude de l'influence des conditions de contact unilatéral sur l'apparition de phénomènes d'instabilités, avec éventuellement prise en compte de conditions de frottement sec de type coulomb. Les résultats obtenus généralisent les approches classiques pour le cas du comportement élastique de la structure via l'introduction d'un lagrangien. On montre ensuite qu'il est possible d'étendre les résultats aux cas du comportement élastoplastique et de l'obstacle mobile. Dans la seconde partie du travail présente, on essaye de se servir des modèles mécaniques pour essayer d'apporter une aide a la conception de la gamme d'emboutissage. Pour cela, on propose de résoudre le problème suivant: comment passer d'une tôle plane, de contour inconnu, a une forme tridimensionnelle donnée, correspondant a la géométrie de la pièce que l'on désire fabriquer, en minimisant l'énergie stockée dans l'état final. On examine alors les diverses hypothèses permettant de simplifier la résolution de ce problème. En particulier, on montre que dans ce contexte, l'hypothèse de trajet radial peut être interprétée de façon claire vis-a-vis du critère propose, et permet de déterminer une borne inferieure de l'énergie stockée dans la configuration finale. Divers exemples sont ensuite traites, permettant une première validation de l'approche. L'analyse des solutions obtenues semble indiquer que cette voie présente un intérêt lors de la définition de la gamme
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Gerbault, Muriel. "Modélisation numérique de la naissance des déformations localisées : exemple du flambage lithosphérique." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20025.
Full text
8
Mrabet, Kaïs. "Comportement mécanique en grandes déformations du polyéthylène haute densité : approche thermodynamique de l'état relaxé." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://www.theses.fr/2003INPL036N.
Full textAbstract:
Les polymères semi-cristallins font l'objet de nombreuses recherches scientifiques visant à comprendre leurs mécanismes de déformation microscopiques. Néanmoins, les modèles présentés aujourd'hui dans la littérature n'abordent que rarement les essais mécaniques avec décharge et les essais cycliques en grandes déformations. Les raisons de ces insuffisances sont surtout liées à la difficulté d'établir une description physique mettant en jeu la multiplicité des processus de réorganisation interne. Aussi, un élément important du comportement mécanique du polymère semi-cristallin est souvent ignoré, il s'agit de la notion d'état relaxé. Dans le cadre du formalisme D. N. L. R. (Distribution of Non Linear Relaxation) nous nous intéressons de plus près à ces deux aspects du comportement mécanique: multiplicité des processus et état relaxé. Pour clarifier ses deux notions nous nous sommes donné pour objectif de caractériser l'état relaxé en grandes déformations et de le modéliser en exploitant la thermodynamique de processus irréversibles tout en prenant en compte l'aspect microscopique de la déformation. La distribution des poids des différents modes de dissipation est décrite suite à des observations issues d'un essai clip test. Le matériau utilisé est le polyéthylène à Haute Densité moléculaire PEHD. Les essais sont effectués selon la technique de VideoTraction. Le module de l'état relaxé mesuré lors du chargement en traction est nettement plus important que celui mesuré lors de la décharge, ce qui traduit un phénomène d'endommagement. Nous avons montré que l'irréversibilité de l'état relaxé impose qu'il soit modélisé par une fonctionnelle qui intègre les effets de mémoire et d'endommagement. Par ailleurs, l'essai dip test a révélé la présence d'un cross over mécanique. Une étude bibliographique nous a montré que ce phénomène est lié à la multiplicité des processus, et nous a incité à réexaminer la partition modale intervenant dans la loi de comportement DNLR. Nous avons montré que le modèle physique ainsi élaboré est capable de reproduire des chargements complexes, notamment les essais cycliques avec relaxation, et de prédire des comportements très dépendants de l'histoire du chargement et liés à la non réversibilité de l 'état relaxéThe semicrystalline polymers are the subject of many scientific researchs aiming to understanding their microscopic mechanisms of deformation. Nevertheless, the modelling which we currently find in the literature do not approach the mechanical tests with unloading or the cyclic tests at large strains. Among the reasons of these insufficiencies appears themultiplicity of the internal reorganization processes which is seldom described finely in the physical modelling. Moreover, a main aspect of the semicrystalline polymer behaviour is often ignored, it acts of the relaxed state. Within the framework of formalism Distribution of Non Linear Relaxation (D. N. L. R. ), we are interested more closely in these two aspects of the mechanical behaviour: multiplicity of the mechanisms, relaxed state. To clarify these two concepts, the objective was to characterize the relaxed state at large strains and to propose a physical modelling based on the thermodynamics of irreversible processes and on the microscopic aspects of the deformation. The distribution of the weights of the various modes has been described following observations given by a clip tests. The material used is the High Density Polyethylene HOPE. The tests were carried out with VideoTraction technology. The relaxed state modulus measured during tension loading is definitely more important than that of the unloading, which translates a damage phenomenon. The irreversibility of the relaxed state imposes that the modelling must use a functional formulation which integrates the memory effect and damage. In addition, the dip test has shawn the presence of mechanical cross over. A bibliographical study showed that this phenomenon is closely related to the processes multiplicity. Thus, we have shawn that the modal partition adopted in practice has to be re-examined. We have shawn that the modelling set up is able to reproduce complex loadings, in particular the cyclic tests with relaxation, and to predict behavior very depending on the. Loading history and the irreversible relaxed state
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Ben, Mhenni Najoua. "Caractérisation et modélisation du comportement mécanique des alliages de titane pour la mise en forme à froid des produits plats." Paris 13, 2012. http://www.theses.fr/2012PA132060.
Full textAbstract:
Ce travail de recherche, réalisé au sein du Laboratoire des sciences des procédés et des matériaux (LSPM) à l'université Paris 13, se propose d'étudier l'anisotropie de comportement des alliages de titane en forme de produit plat. L'objectif de cette thèse est de pouvoir simuler ce comportement anisotrope à l'échelle polycristalline et phénoménologique. Les résultats seront par la suite exploités dans le contexte de la mise en forme. A cette fin, une large campagne d'essais mécanique est réalisée pour mettre en évidence le caractère anisotrope de ces matériaux. Les essais de cisaillement monotones à différentes orientations ont servi pour identifier les paramètres de la loi de comportement utilisés dans un modèle polycristallin viscoplastique. La validation de ce dernier est faite à partir des prévisions des textures, des activités des différents systèmes actifs et du profil de coefficients de Lankford. Les surfaces de plasticités issues de la simulation à l'échelle polycristalline sont identifiées avec le modèle phénoménologique {Cazacu, O et al, 2006}. Les paramètres de ce dernier sont également identifiés à partir des différents essais mécaniques réalisés.
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Youssef, Hiba. "Modélisation viscoplastique pour les déformations et les évolutions des textures dans les polycristaux : Homogénéisation par une loi intermédiaire." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2008. http://www.theses.fr/2008STR13016.
Full text
11
Rancourt-Grenier, Sébastien. "Simulation de déformation de globule rouge par des trappes optiques en trois dimensions." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/27325/27325.pdf.
Full text
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Germain, Jacques. "Contribution à l'étude du champ de déformations par granularité laser en élastoplasticité grandes déformations." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20223.
Full textAbstract:
Une methode de mesure de champs de deplacements a ete developpee. Elle utilise la correlation d'images numeriques de la surface d'un objet soumis a des efforts et eclaire par un laser. La precision et l'incertitude sont inferieures a un pixel. Cette methode de mesure a ete completee par un outil de calcul qui, a partir des champs de deplacements, fournit un ensemble de grandeurs mecaniques telles que les differents tenseurs generalement employes lors de l'etude des deformations. L'ensemble de ce dispositif a ete employe pour l'etude de la cinematique en grandes deformations d'aciers soumis a des essais de traction simple
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Hejazi, Yousef. "Influence de la prise en compte des modules en petites déformations des sols sur la modélisation numérique d’ouvrages géotechniques." Lyon, INSA, 2010. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2010ISAL0061/these.pdf.
Full textAbstract:
Compte tenu de leur capacité d’intégrer la complexité de la géométrie, le comportement du sol environnant ou encore les processus du creusement lors de l’évaluation des mouvements engendrés par l’exécution d’un ouvrage souterrain, les méthodes numériques deviennent de plus en plus indispensables en phase de dimensionnement. La pratique des travaux souterrains a d’ailleurs démontré que la plupart des ouvrages sont dans le domaine des petites déformations où le comportement de sol nécessite alors l’incorporation de modèles capables de représenter le comportement du sol sous petites déformations. Ce travail de thèse constitue une contribution à l’étude numérique de l’influence de la prise en compte des modules en petites déformations et de l’anisotropie des sols lors du creusement d’un ouvrage souterrain. Pour cela, une série de modèles permettant de simuler la raideur du sol croissante en fonction de la profondeur, la raideur plus élevée sous faibles déformations, la non linéarité du comportement en petites déformations, l’histoire des sollicitations et le radoucissement en grandes déformations a été retenue et implémentée dans le code de calcul en différence finies FLAC3D. Ces modèles ont été ensuite validés sur différents chemins de sollicitations avant qu’ils soient appliqués à la simulation d’ouvrages souterrains peu profonds dans de l’argile surconsolidée de Londres. Une des conclusions de ce travail de recherche réside dans le fait que l’introduction de la non linéarité du sol sous faibles déformations conduit à une prédiction bien meilleure des mouvements du sol autour d’un ouvrage souterrain creusé dans des argiles anisotropes et fortement surconsolidées. Un autre des phénomènes clés à prendre en compte est l’état caractéristique des solsRegarding their ability to simulate the complexity of geometry, the behaviour of surrounding soils, the excavation process and to evaluate the movements generated by an underground construction, numerical methods are becoming more and more widespread for design. Moreover, practice has demonstrated that most of underground constructions deformed under small-strains where soil behaviour is poorly represented by the linear isotropic elasticity. Therefore, a reliable prediction of soil movements requires the use of a constitutive model able to represent the small-strain soil behaviour. This PhD thesis is a contribution to numerical studies for taking into account the small-strain stiffness and the anisotropy of a soil during excavation of an underground structure. For this, a serie of constitutive soil models was selected and implemented in the finite difference code FLAC3D in order to simulate the increase of soil stiffness with depth, the non-linear small-strain behaviour, the stress history and the strain softening under large strain. These models were then validated on different stress paths and then applied to simulate a shallow tunnel in London Clay. From this research, it is concluded that the introduction of soil non-linearity under small-strains leads to better prediction of ground movements around a tunnel excavated within anisotropic and heavily overconsolidated Clays than that observed by the linear elastic model frequently used. Another phenomena necessary to be taken into account is the characteristic state of the soil
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Dumais, Simon. "Modélisation de la consolidation au dégel à grandes déformations." Doctoral thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/37552.
Full textAbstract:
Cette thèse présente le développement d’une méthode d’ingénierie pour la modélisation de la consolidation au dégel non linéaire à grandes déformations. Les travaux qui y sont présentés s’inscrivent à la suite des théories et de modèles de consolidation existants. Les bases de la théorie de consolidation au dégel à une dimension sont donc reprises. En premier lieu, un modèle numérique de consolidation au dégel non linéaire à grandes déformations est formulé en combinant la théorie de consolidation à grandes déformations de Gibson et des équations de transferts de chaleur. Ces deux composantes sont couplées au sein d’un domaine de modélisation défini en coordonnées lagrangiennes qui s’adaptent aux déformations de sol. Il en résulte donc l’introduction d’une seconde frontière mobile à la surface pour la modélisation de la consolidation au dégel en plus de la frontière mobile au front de dégel. Le modèle utilise des relations non linéaires σʹv – e – kv pour définir les propriétés des sols dégelés. Une étude de cas du pipeline expérimentale d’Inuvik est réalisée avec le modèle numérique. Cette étude de cas permet de démontrer l’utilisation du modèle pour un problème pratique et de valider le modèle. Les résultats obtenus sont comparés aux résultats de la théorie de consolidation au dégel linéaire à petites déformations et aux mesures de terrain. Le modèle non linéaire à grandes déformations offre une augmentation importante de la précision lors du calcul des tassements de fonte, du taux de tassement et des pressions interstitielles excédentaires. En second lieu, un modèle conceptuel pour la consolidation au dégel des sols dégelés à grains fins est proposé. Ce modèle permet de définir les caractéristiques des relations σʹv – e – kv utilisées comme intrants au modèle numérique de consolidation au dégel. Le concept de la contrainte résiduelle y est généralisé aux sols riches en glace en spécifiant qu’il s’agit de la contrainte effective au sein des éléments de sol plutôt que de la contrainte effective globale du sol. Ensuite, des relations empiriques sont formulées pour déterminer les caractéristiques des relations σʹv – e – kv à partir de l’indice des vides initial du sol dégelé et de propriétés d’indice du sol.This thesis presents the development of an engineering method for the modelling of large strain nonlinear thaw consolidation. The work presented herein follows existing thaw consolidation theories and models. The foundations of one-dimensional thaw consolidation theory are therefore used. First, a numerical model for large strain nonlinear thaw consolidation is formulated by combining the Gibson large strain consolidation theory to heat transfer equations. The two components are coupled in a modelling domain formulated in Lagrangian coordinates that adapts to the soil deformation. This results in the introduction of a second moving boundary at the soil surface to model thaw consolidation in addition to the moving boundary at the thaw front. The model uses nonlinear σʹv – e – kv relationships to define the properties of thawed soils. A case study of the Inuvik experimental pipeline with the numerical model is presented. The case study demonstrates the use of the model for a practical problem and it is used to validate the model. The modelling results are compared to the results obtained with the small strain linear thaw consolidation theory and with the field data. The results obtained with the large strain nonlinear model for thaw settlement, the rate of thaw settlement and the excess pore pressures compare favourably with the field data. Second, a conceptual model for thaw consolidation of thawed fine-grained soils is proposed. The model is used to define the characteristics of the nonlinear σʹv – e – kv relationships used as input for the numerical modelling of thaw consolidation. The concept of the residual stress is generalized to ice rich soils by specifying that it is the effective stress within the soil element rather than the effective stress of the bulk soil. Then, empirical relationships are formulated to determine the characteristics of the σʹv – e – kv relationships as a function of the initial thawed void ratio and soil index properties.
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Andriamitantsoa, Lucien. "Approche ultrastructurale de la mécanosorption sur le Pin maritime." Bordeaux 1, 1988. http://www.theses.fr/1988BOR10548.
Full textAbstract:
Essais de traction uniaxiale parallele aux fibres sur echantillons soumis a des cycles d'humidite. Modele uniaxial comportant un terme de couplage diffusion-contrainte, assimilant la cellulose a un micro-composite a elements de renfort discontinus
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Idlbi, Adnan. "Comparaisons de théories de plaques et estimation de la qualité des solutions dans la zone bord." Paris, ENSAM, 1995. http://www.theses.fr/1995ENAM0042.
Full textAbstract:
Un des problèmes actuel des composites multicouches est l'analyse de la distribution du champ de contrainte au voisinage des singularités (bord libre et bord charge). L'interêt de ce travail est l'étude comparative menée entre différents modèles de la littérature et des modèles raffinés récents basés sur l'introduction d'une distribution sinusoîdale sur l'épaisseur des champs de déplacements. L'objectif a été de tester leurs performances aussi bien pour la solution intérieure que pour la solution prés des singularités (effets de bord). La formulation repose sur le principe des puissances virtuelles. Des solutions analytiques à l'aide du calcul formel sont proposées et comparées soit avec des solutions exactes de al littérature (Pagano, Srinivas) soit avec des solutions numériques acquises à l'aide de modèles éléments finis solides 3D ou 2D. Une unification des modèles existants à l'aide du modèle sinus est proposée. Le modèle permet aussi de raccorder les solutions bidimensionnelles (à l'intérieur des plaques) et les solutions tridimensionnelles (prés des bords)
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Biakeu, Guy. "Modélisation multicorps : application au crash des structures." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2000. http://www.theses.fr/2000ECDL0023.
Full textAbstract:
Les normes industrielles en matière de sécurité des passagers sont de plus en plus draconiennes et imposent aux constructeurs automobiles, ferroviaires, aéronautiques et navales des tests contraignants en ce qui concerne le crash. De plus, des notions comme la résistance aux chocs et le confort des passagers sont devenues auprès des consommateurs d'excellents arguments de vente. S'il y a quelques années les résultats de crash-tests suffisaient pour valider les structures, de nos jours la course vers la qualité, le souci de bien faire du premier coup et la réduction des coûts amènent les industriels à développer (et même à faire développer) des codes de calcul afin de simuler les structures et d'en optimiser les comportements en amont. Ainsi la technique développée dans ce mémoire entre dans cette immense catégorie de codes avant-projet Elle est basée sur une modélisation multicorps en grands déplacements des structures avec des éléments finis à grandes courbures de flexion et de torsion, que nous avons appelée description grandes courbures (DGC). Dans le plan, les éléments se déforment en arcs de cercle. Le passage à l'espace s'appuie sur une orientation avec les angles d'Euler. Nous introduisons des angles dits élémentaires qui permettent de représenter la déformée de la poutre en postulant une même évolution linéaire sur l'élément. Ces angles élémentaires se justifient d'autant plus qu'en 3D, la notion d'additivé des angles de rotation qui existe en 2D pour la composition de plusieurs rotations est perdue. Nous ajoutons à cette modélisation une représentation synthétique des zones plastiques par des rotules plastiques. Ces dernières sont modélisées par des lois analytiques de type exponentielle négative identifiées à partir d'essais ou de modèles cinématiques comme ceux de Kecman [68]. La localisation de ces dernières est assurée par une interpolation dans toute la structure des moments fléchissants et du moment de torsion. Nous nous sommes limités aux modes de déformation en flexion et en torsion mais cette formulation est extensible à la traction-compression et au cisaillement. Les contraintes géométriques ou structurelles sont analysées avec la technique des multiplicateurs de Lagrange et un schéma explicite de type PC est appliqué pour intégrer les équations du mouvement. Nous comparons les résultats issus de cette modélisation à des calculs sous ABAQUS/Explicit et à certains disponibles dans la littératureIndustrial norms in terms of security and comfort of the passengers cars, aiplanes or boats are becoming more and more draconian. The constructors are now obliged to succeed severe tests like the resistance of their products to crashes or their stability. Moreover, these aspects happenned to be excelent arguments for the marketing departements as consumers prefer solid cars or trains to beautifull ones. On another hand, economic reasons bring industrials to reduce the number of real tests on the full structure and to increase the use of numerical simulation during the conception of vehicules. In this thesis we develop a technique based on multibody modelling of beams. It takes large displacements and large rotations in charge. We called it the Large Curvature Description (LCD). In the plane, the shape of the beam are interpolated with arcs of circle. In the space, we use Euler angles to describe the orientation of the sections and we introduce elementary angles to keep the same linear evolution of the orientation as in the plane. Only bending and torsion deformations are studied but we can extend the formulation to traction and shear. Plastic regions are modelled as nonlinear hinges. The behaviour of these hinges is represented by a mathematical expression in which the collapse appears as a negative exponential The hinges are located with an interpolation of the bending moments and the torsion moment built as a norm on the structure. Constraints systems are solved with the Lagrange multipliers technique and we use an explicit scheme to solve the equations of motion. We compare our results to those of simulation under explicits codes as ABAQUS/Explicit or to techniques developped by authors in the literature
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Léger, Sophie. "Méthode lagrangienne actualisée pour des problèmes hyperélastiques en très grandes déformations." Doctoral thesis, Université Laval, 2014. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25402.
Full textAbstract:
Simuler numériquement de façon précise les matériaux hyperélastiques en grandes déformations par la méthode des éléments finis est encore un problème difficile. Même avec l’aide d’un maillage très raffiné, la formulation lagrangienne totale peut mener à des problèmes de convergence en raison de la dégénérescence des éléments du maillage. L’estimation d’erreur et le remaillage adaptatif sur la géométrie initiale sont des outils utiles qui peuvent améliorer la précision des solutions (avec moins de degrés de liberté), mais ces outils ne sont malheureusement pas suffisants pour atteindre de très hauts niveaux de déformation. La formulation lagrangienne actualisée où la géométrie du domaine de calcul est périodiquement mise à jour est donc préférée, et ceci même si des étapes de remaillage sont encore nécessaires afin de contrôler la qualité des éléments et d’éviter les éléments trop déformés, voire renversés. Suite à une étape de remaillage, le transfert de données (réinterpolation des variables) de l’ancien maillage vers le nouveau maillage est nécessaire, ce qui est un problème délicat. Si les transferts ne sont pas effectués adéquatement, la précision peut être sérieusement affectée. Dans cette thèse, nous présentons une formulation lagrangienne actualisée où l’erreur sur la solution éléments finis est estimée et combinée au remaillage adaptatif afin de raffiner le maillage dans les régions où l’erreur estimée est grande, et au contraire, enlever des éléments là où l’erreur est considérée petite, le tout en contrôlant la qualité des éléments du maillage. En utilisant cette approche, de très hauts niveaux de déformation peuvent être atteints tout en préservant la précision de la solution. Une attention particulière est portée aux méthodes de transfert de données et une méthode de projection cubique très précise est introduite. La méthode de continuation de Moore-Penrose, qui est très efficace, est aussi utilisée pour piloter automatiquement l’algorithme complet qui inclut l’augmentation de la charge, l’estimation d’erreur, le remaillage adaptatif et le transfert de données. Une nouvelle approche pour l’implémentation de la méthode de continuation de Moore-Penrose, facilitant la détection des points de bifurcation, sera aussi présentée de même que plusieurs exemples.Accurate simulations of large deformation hyperelastic materials by the finite element method is still a challenging problem. In a total Lagrangian formulation, even when using a very fine initial mesh, the simulation can break down due to severe mesh distortion. Error estimation and adaptive remeshing on the initial geometry are helpful and can provide more accurate solutions (with a smaller number of degrees of freedom) but are not sufficient to attain very large deformations. The updated Lagrangian formulation where the geometry is periodically updated is then preferred. Remeshing may still be necessary to control the quality of the elements and to avoid too severe mesh distortion. It then requires frequent data transfer (reinterpolation) from the old mesh to the new one and this is a very delicate issue. If these transfers are not done appropriately, accuracy can be severely affected. In this thesis, we present an updated Lagrangian formulation where the error on the finite element solution is estimated and adaptive remeshing is performed in order to concentrate the elements of the mesh where the error is large, to coarsen the mesh where the error is small and at the same time to control mesh distortion. In this way, we can reach high level of deformations while preserving the accuracy of the solution. Special attention is given to data transfer methods and a very accurate cubic Lagrange projection method is introduced. As large deformation problems frequently have highly nonlinear solutions, the Moore-Penrose continuation method is used to automatically pilot the complete algorithm including load increase, error estimation, adaptive remeshing and data transfer. A new approach for the implementation of the Moore-Penrose continuation method, facilitating the detection of bifurcation points, will also be presented as well as a number of examples.
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Aelaai, Mohammad-Réza. "Contribution à l'etude de la modélisation des grandes déformations élasto-plastiques : problèmes de remaillage." Compiègne, 1986. http://www.theses.fr/1986COMPI239.
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Carcan, Alain. "Modélisation des grandes déformations axisymétriques de membranes minces hyperélastiques incompressibles." Compiègne, 1985. http://www.theses.fr/1985COMPS134.
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Touchard, Fabienne. "Spécificités du comportement mécanique de composites stratifiés à fibres longues et à matrice thermoplastique." Poitiers, 1994. http://www.theses.fr/1994POIT2338.
Full textAbstract:
L'utilisation des stratifies composites dans des structures aerospatiales de plus en plus complexes a rendu necessaire l'elaboration de modeles previsionnels du comportement mecanique de plaques composites lisses ou trouees. Dans ce cadre, cette etude concerne des stratifies en apc-2 (fibres longues de carbone et resine thermoplastique) soumis a une traction uniaxiale. Une comparaison systematique avec le composite thermodurcissable t300/914 a ete effectuee. Grace a des essais de cyclages sur divers stratifies lisses, a des mesures de deplacements plans par granularite laser sur des stratifies troues et aux suivis d'endommagement, il a ete possible d'adapter un modele de comportement elasto-plastique endommageable aux specificites de l'apc-2 et de reunir les outils necessaire a la modelisation du comportement mecanique de stratifies lisses et troues en composite thermoplastique
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Malecki, Pierre. "Étude de modèles de turbulence pour les couches limites tridimensionnelles." Toulouse, ENSAE, 1994. http://www.theses.fr/1994ESAE0013.
Full textAbstract:
La couche limite tridimensionnelle turbulente est le siège de phénomènes complexes, particulièrement du point de vue de la structure de la turbulence. L'xploitation des propriétés des équations de Prandtl permet un calcul très rapide par une méthode de marche en espace, ce qui facilite l'étude des performances de modèles de fermeture complexes. Le code de calcul de couche limite du CERT/DERAT a été étendu pour permettre des calculs en mode inverse ; des modèles de turbulence classiques, reposant sur l'intéhration de une à cinq équations de transport pour les moments turbulents, ont été inclus dans la méthode en vue d'une utilisation industrielle. La surface sur laquelle se développe la couche limite peut être donnée par plusieurs blocs de maillage structuré, et la méthode proposée permet la coexistence de zones laminaires, transitionnelles ou turbulentes avec équations de transport. En couche limite tridimensionnelle, la contrainte de cisaillement turbulente n'est pas alignée avec la contrainte visqueuse. Les modèles à viscosité tourbillonnaire étant incapables de reproduire cette propriété une autre partie de l'étude, plus fondamentale, examine les développements récents sur la fermeture au second ordre. L'accent porte particulièrement sur le tenseur des corrélations pression-déformation, et ses propriétés pour la couche limite tridimensionnelle sont étudiées. Les adaptations nécessaires pour prendre en compte la présence de la paroi sont également présentées. Tout le tenseur de Reynolds a été intégré numériquement par des approches à une ou deux couches pour évaluer des fermetures récentes non linéaires en écoulement tridimensionnel, sur les cas d'une aile en flèche et d'un ellipsoïde de révolution en incidence. Une excellente prévision de l'écoulement moyen, et des désalignements, bien qu'encore trop peu importants ont pu être obtenus avec certains modèles.
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Guiard, Cédric. "Modèles de surfaces déformables définis et contraints par un ensemble d'informations structurelles." Aix-Marseille 2, 2000. http://www.theses.fr/2000AIX22017.
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Taboada, Alfredo. "Modélisation numérique en tectonique : applications dans les domaines ductile et cassant." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20022.
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Liu, Xiao Jing. "Modélisation des grandes déformations élasto-plastiques de coques axisymétriques." Compiègne, 1992. http://www.theses.fr/1992COMPD513.
Full textAbstract:
La première partie de la thèse concerne l'analyse linéaire de coques de révolution par éléments finis. Des éléments basés sur l'hypothèse de Mindlin-Reissner prenant en compte l'effet de cisaillement transversal (CT) sont formulés à partir du principe des travaux virtuels. Les méthodes de l'intégration numérique réduite, du champ de déplacements cohérents, des formulations mixte et hybride pour éviter le blocage en CT sont présentées. La deuxième partie concerne l'analyse non-linéaire de coques axisymétriques en grandes déformations élastoplastiques et en contact avec un solide rigide. Nous établissons les équations gouvernantes du problème en utilisant la formulation lagrangienne actualisée à chaque itération associée à la méthode de résolution de Newton-Raphson. Deux éléments linéaires, l'un de type Mindlin et l'autre de type membrane sont développés. Les matériaux élastoplastiques isotropes sont étudiés et une méthode implicite d'intégration des lois de la plasticité est adoptée. Le contact avec frottement de type Coulomb entre solides est pris en compte par la méthode de pénalisation et des techniques de régularisations de lois de contact. Des résultats numériques de nombreux problèmes linéaires et non-linéaires sont obtenus, analysés et comparés à des résultats extraits de la littérature technique. Certains sont relatifs à la mise en forme par emboutissage.
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Kacem, Ahmed. "Étude de la capacité limite de déformation dans les procédés de mise en forme par déformation locale." Lorient, 2013. http://www.theses.fr/2013LORIS288.
Full textAbstract:
Cette thèse s’inscrit dans le cadre de la recherche d’une bonne maîtrise expérimentale et théorique en vue de déterminer la capacité limite de déformation de la tôle dans les procédés de mise en forme par relevage du bord. Le procédé de relevage du bord d’un trou est pris comme sujet pour développer la méthodologie d’analyse. L’étude a été menée sur deux tôles en aluminium A1050-H14 et A6061-O. Une caractérisation mécanique a été effectuée en utilisant des essais de traction et de cisaillement. Des modèles éléments finis ont été développés en utilisant des critères de plasticité isotrope et anisotrope. Ces modèles ont été améliorés par la prise en compte de l’endommagement. Des expérimentations ont été réalisées pour valider les résultats numériques. Dans une première partie, un intérêt a été porté à la maîtrise technologique du procédé en analysant l’effet de taux de réduction sur le procédé de relevage du bord d’un trou. Une méthodologie a été mise au point pour distinguer deux conditions de relevage : avec ou sans laminage. L’étude s’est ensuite orientée vers la quantification de l’effet des différentes hypothèses de l’anisotropie de la tôle. L’accent a été mis sur la qualité de la prédiction numérique de quelques paramètres. Ensuite, le travail a été focalisé sur l’identification de la capacité limite de déformation d’un bord relevé. Un critère macroscopique d’initiation de rupture avec une approche non couplée a été adopté pour la prédiction de l’ampleur de l’endommagement. Enfin, on s’est intéressé à la caractérisation de l’endommagement dans un bord relevé en utilisant le modèle d’endommagement couplé de Gurson-Tvergaard-NeedlemanThis thesis deals with the experimental and numerical investigations of the limits of the flanging process arising from material failure. The methodology developed in this study was applied particularly to the stretch flanging process of a hole in sheet metal called the hole-flanging process. The materials studied are made of A1050-H14 and A6061-O aluminium alloys. Mechanical characterizations have been performed through uniaxial tensile and shear tests. An elasticplastic finite element models based on isotropic and anisotropic yield criteria were developed. These models were enhanced by the integration of the damage in simulation. Experiments were conducted to verify the reliability of the developed finite element models. First, the effect of the clearance thickness ratio on the hole-flanging process was studied. A methodology was made to distinguish two conditions of the process: hole-flanging with and without ironing. Then, the effect of material anisotropy assumptions on the predictive accuracy of finite element simulations of the hole-flanging process was quantified. The study was then focused on the determination of the limits of hole-flanging process arising from material failure. For that purpose, a fracture criterion was calibrated and used in simulations to predict the damage of the flange. Finally, the damage occurrence in flanged edge was characterized by using the coupled approach of Gurson-Tvergaard-Needleman
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Corneille, Sylvie. "Homogénéisation périodique de matériaux microfissures." Montpellier 2, 1993. http://www.theses.fr/1993MON20104.
Full textAbstract:
On cherche a déterminer la loi de comportement de matériaux constitues d'une matrice élastique périodiquement amoindrie par des microfissures. On adopte pour modéliser le contact et le frottement au niveau des fissures les conditions de signorini et la loi de coulomb. La propagation des fissures n'est pas prise en considération. Dans le cadre de l'homogénéisation périodique, une brevet étude thermodynamique permet de voir que la loi homogénéisé est de type standard et dépend d'une infinité de variables internes qui sont les sauts de déplacement tangentiel sur les fissures. On a réalise un logiciel éléments finis adapte a la résolution du problème en deux dimensions. On montre en particulier comment ont été couplées une méthode de résolution des équations de contact et frottement et une méthode de multiplicateurs de Lagrange pour prendre en compte des conditions de périodicité sur la cellule de base. La comparaison de nos résultats avec ceux de différentes méthodes utilisant des solutions en milieu infini ou des approximations polynomiales montre en particulier que le schéma différentiel et la méthode autocoherente n'améliorent pas forcement les résultats par rapport aux méthodes qui négligent les interactions entre fissures telles que la méthode des faibles concentrations. L'influence du frottement est importante sur le comportement local (en particulier, le frottement peut bloquer le glissement) mais ne semble pas se retrouver pour des chargements usuels lorsqu'on passe a la moyenne et est donc négligeable sur le comportement global
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Baghdadi, Abdelhakim. "Modélisation en grandes déformations des solides et des sols : applications aux fondations." Compiègne, 1993. http://www.theses.fr/1993COMPD649.
Full textAbstract:
La modélisation numérique des problèmes de mécanique des sols fait intervenir plusieurs aspects. Au niveau du comportement du sol, on a formulé et programmé plusieurs lois de comportement des sols basées essentiellement sur le modèle élastoplastique. Les outils mathématiques nécessaires à l'intégration de ces lois ont été donnés et comparés. Au niveau global de la structure, le modèle déplacement a été utilisé pour formuler les équations d'équilibre sous forme intégrale. La résolution de ces équations non linéaires a été faite en utilisant l'algorithme de Newton-Raphson qui nécessite le calcul d'une matrice tangente notée Kt. On a proposé une méthode efficace qui améliore le calcul de cette matrice. La démarche suivie a été validée à travers quelques exemples tests, puis l'étude du comportement des fondations superficielles et profondes et leur stabilité sur le sol ont été traitées en considérant le modèle de NOVA.
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Richeton, Julien. "Modeling and validation of the finite strain response of amorphous polymers for a wide range of temperature and strain rate." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2005. http://www.theses.fr/2005STR13159.
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Mohamad-Hussein, Assef. "Modélisation du comportement mécanique des géomatériaux semi-fragiles soumis à des sollicitations mécaniques et à la dégradation chimique." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-Mohamad_Hussein.pdf.
Full textAbstract:
Dans cette étude, on aborde la modélisation du comportement mécanique des géomatériaux semi fragiles soumis à des chargements mécaniques et à la dégradation chimique. Un cadre général de modélisation est d'abord proposé pour décrire le comportement élastoplastique couplé à l'endommagement mécanique et chimique. Après une courte synthèse des données expérimentales sur quelques matériaux représentatifs (roche et béton), un modèle spécifique est ensuite élaboré pour la description du comportement mécanique de ces matériaux. Après l'identification des paramètres, des essais en laboratoire sous différents chemins de sollicitations ont été modélisés. Le modèle proposé semble décrire correctement les principales réponses mécaniques des matériaux. Afin de décrire le comportement post-localisation en vue de l'analyse du processus de rupture des structures, nous avons proposé une extension du modèle on y introduisant une formulation non locale de l'endommagement. La pertinence de cette approche est illustrée à travers différents cas représentatifs. L'approche non locale permet de corriger la dépendance du maillage et de maîtriser le processus de rupture par bande de localisation. La deuxième partie du travail porte sur la modélisation de l'endommagement chimique par lixiviation des matériaux cimentaires. Un modèle phénoménologique chimique est d'abord précisé permettant de définir le processus de l'endommagement chimique dépendant de la dissolution du squelette solide et de la diffusion des ions calcium dans le fluide interstitiel. Un modèle élastoplastique couplé à l'endommagement chimique est ensuite mis en place et appliqué à la dégradation chimique d'une pâte de ciment sur des chemins découplés et couplés. Des comportements spécifiques de la pâte de ciment tels que l'effondrement des pores et la déformation de fluage sont pris en compte. Les comparaisons entre les simulations numériques et les données expérimentales ont montré la capacité du modèle proposé pour la description du couplage hydromécanique et chimique.
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Berthelon, Josselin. "Etude mécanique des déformations des chaînes plissées d'avant-pays et rôle des argiles roches-mères durant leur maturation." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2015. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2015PA066687.pdf.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, les changements de propriétés mécaniques des argiles riches en matière organique sont étudiés afin d'en déduire si leur enfouissement peut déclencher l'écaillage tectonique. Ce travail multidisciplinaire s'organise selon trois axes : une étude de terrain, une étude en laboratoire et une étude de modélisation numérique. L'étude de coupes géologiques équilibrées à travers les chaînes plissées Méditérranéennes montre l'importance de l'interprétation mécanique pour les thématiques de restaurations et pour valider les scénarios d'évolution structurale. Sur les Posidonia Schist Albanais, une caractérisation en laboratoire et à haute résolution de la formation roche-mère permet d'observer l'évolution verticale des paramètres minéralogiques, géochimiques et mécaniques qui contrôle le comportement rhéologique des roches-mères. En utilisant les modèles de bassin TEMISFlow, j'analyse les conditions pour créer des surpressions au sein d'un niveau de décollement roche-mère localisé sous un chevauchement. Au travers de modélisations géo-mécaniques FLAMAR, j'étudie les conditions mécaniques nécessaires pour développer des géométries de plis idéales au sein d'une stratigraphie mécanique. Une hiérarchisation des paramètres qui permettent d'activer un décollement au sein d'une roche-mère intégrée dans une stratigraphie mécanique est proposée. Au travers d'une analyse couplant ces deux aspects géo-mécanique et hydro-mécanique, ce travail est une contribution à la recherche d'une loi de comportement rhéologique permettant de prendre en compte l'adoucissement mécanique thermo-dépendant des argiles et des roches-mères dans les modélisations géo-mécaniquesIn this thesis, changes in the mechanical properties of organic-rich shales, when they mature, are studied in order to deduce if burial may mechanically activate tectonic imbrication and control the folding style. This multidisciplinary work is organized according to three axes: a field study, a laboratory study and a thermo-mechanical modeling study. In the first part, the study balanced geological cross-sections through the Mediterranean fold-and-thrust belts shows the importance of the mechanical interpretation for structural restorations and to validate structural evolution scenarios. The Albanian Posidonia Schist laboratory characterization allows discussing the vertical evolution of mineralogical, geochemical and mechanical parameters in a source-rock formation that control the rheological behavior of source rocks. Both geological cases serve as input data for modeling designed to simulate the evolution of a source rock during its burial. Two aspects are examined: Using TEMISFlow Arctem basin models, I analyze the conditions necessary to create overpressure in a source-rock detachment located in the footwall of a thrust. Through geo-mechanical modeling, I study the mechanical conditions necessary to develop ideal fold geometries within a mechanical stratigraphy. A hierarchy of parameters to activate a detachment within source rocks embedded in a mechanical stratigraphy is thus proposed. Through an analysis of the coupling between these two aspects, geo-mechanical and hydro-mechanical, this thesis is a contribution to the search of a rheological law that takes into account the thermo-dependent softening of shale and source rocks in geo-mechanical modeling
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Pourpak, Hamid. "Méthodologie de déformation graduelle de modèles de réservoir hétérogène fracturé contraints par des mesures d'écoulement aux puits." Poitiers, 2008. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/theses/2008/Pourpak-Hamid/2008-Pourpak-Hamid-These.pdf.
Full textAbstract:
Cette thèse propose une méthodologie d’inversion séquentielle pour calibrer des modèles de réservoirs hétérogènes à partir de données de test de puits. La conception de cette méthodologie est effectuée sur le site expérimental hydrogéologique d’un aquifère carbonaté karstique et fracturé situé près de Poitiers en France. La méthodologie comprend deux étapes successives, en premier lieu l’inversion des propriétés pétrophysiques des faciès, puis la déformation graduelle de la distribution de faciès. La méthode de déformation graduelle, appliquée globalement puis localement, améliore ainsi la distribution des faciès en conservant leurs propriétés pétrophysiques précédemment calibrées. La capacité du modèle résultant à prédire les réponses des puits nous amène à considérer la déformation graduelle comme une méthode efficace pour trouver une réalisation géostatistique de faciès. Des variantes de mise en œuvre de la méthodologie ont été étudiées, en modifiant l’ordre de la séquence de calibration. L’efficacité numérique de la méthodologie sont également évaluées en changeant le nombre de paramètres de déformation graduelle. Finalement, la possibilité d’améliorer encore l’ajustement aux données de champ est explorée au moyen d’approches alternatives de modélisation des écoulements. Alors que l’adoption d’un modèle double milieu ne modifie pas beaucoup les pressions simulées, une modélisation plus précise des corps conducteurs au moyen d’une grille raffinée améliore la prévision des réponses des puits aux temps courts. Finalement, la déformation graduelle d’un modèle objet de corps conducteurs serait également adaptée à ces cas réservoir hétérogène karstique et/ou fracturéThis thesis proposes a sequential inversion methodology for calibrating highly-heterogeneous reservoir models on well test data. The design and the application of that methodology are performed on an experimental hydro-geological site settled on a karstic and fractured limestone aquifer located near to Poitiers, France. The methodology involves two successive steps that are: first, the inversion of facies petrophysical properties; second, the gradual deformation of the facies distribution. By proceeding this way, the gradual deformation method, applied both globally and locally, improves the distribution of facies while keeping the previously optimised petrophysical properties. The fairly good capability on the resulting model to predict well responses allows to consider the gradual deformation as an efficient and robust method to find a facies geo-statistical realization matching at best flow data constraints. Alternative implementation of the sequence above are studied, by simply changing the schedule of the calibration steps. Efficiency and numerical performances of the methodology are also assessed by changing the number of gradual deformation parameters. Finally, it is investigated on the possibility to improve calibration by means of alternative flow modelling approaches. Whereas the adoption of a dual-medium model does not change significantly the simulated pressures, a more accurate modelling of conductive bodies by using a refined grid improves the prediction of short-time well responses. Further works could tentatively address the gradual deformation of object-based models for mimicking flow features of karstic and/or fractured heterogeneous reservoirs
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Kordjani, Mustapha. "Caractérisation et modélisation du comportement en petites déformations des sols sur des chemins de sollicitation monotone et cyclique." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1995. http://www.theses.fr/1995ECAP0418.
Full textAbstract:
L'objectif général de cette étude concerne la caractérisation et la modélisation du comportement des sols en régime statique et dynamique. Le travail recouvre a la fois des aspects expérimentaux et des aspects numériques, il vise à montrer qu'il est possible de modéliser le comportement des sols dans une large gamme de déformations (de 10-6 a quelques pour cents) par une loi élastoplastique avec un jeu de paramètres unique. La modélisation du comportement du sol est réalisée à l'aide d'une loi élastoplastique, multimécanisme, basée sur le concept de l'état critique (Hujeux 1984). Un écrouissage cinématique permet de modéliser le comportement cyclique du matériau. Le mécanisme isotrope s'est révélé incapable de reproduire le comportement en petites déformations. Une proposition de loi d'évolution de l'écrouissage est faite pour remédier cette insuffisance. Une étude systématique de l'influence des paramètres de la loi sur le comportement monotone et cyclique est faite en utilisant notamment les courbes (G/Gmax’Y) et (E/Emax’∈ 1). Cette étude a pour intérêt de proposer une démarche pour la détermination de ces paramètres capable de prédire les phénomènes majeurs observés en chargement cyclique en partant des résultats de la simulation d'essais monotones en petites et grandes déformations. On montre que le modèle est capable de simuler des essais cycliques réalisés par Mohkam (1983) en se servant de la stratégie de détermination des paramètres de la loi qui est proposée. Le modèle est ensuite confronté à la variation des principaux paramètres qui influencent le comportement à la liquéfaction tels que la contrainte isotrope, l'amplitude du déviateur cyclique, l'effet de la densité initiale et quelques paramètres numériques fixant les domaines de comportement. Une caractérisation du comportement en petites déformations d'un matériau non remanié est faite grâce à un appareillage original développé à l'ECP. La détermination des caractéristiques élastiques réelles y est présentée. Un système de mesure classique des efforts et des déformations est monté en parallèle au système de mesure de précision sur l'appareil triaxial. Il a permis de comparer les mesures usuelles aux mesures de precision enregistrées et de donner un ordre de grandeur de l'erreur commise. Le matériau étudié sert de base de foncation à une centrale nucléaire pourvue d'appareils de mesures pour suivre les déformations durant la vie de l'ouvrage. Des tassements enregistres et mesures in situ ont permis de vérifier les résultats d'un calcul par éléments finis avec le code de calcul (Gefdyn) du massif sous l'ouvrage
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Grellet, Damien. "Caractérisation expérimentale et modélisation du comportement viscoélastique des couches bitumineuses et de leur interface." Doctoral thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/31445.
Full textAbstract:
La détermination des déformations et des contraintes qui s’exercent au passage d’une charge est une étape centrale des méthodes mécanistiques-empiriques de dimensionnement des chaussées. Ces réponses mécaniques sont utilisées afin d’identifier les modes d’endommagement de la chaussée et d’estimer sa durée de vie. Cette étude se concentre sur la mesure expérimentale et l’analyse des déformations à plusieurs niveaux dans les couches bitumineuses. Quatre structures de chaussées ont été instrumentées à l’aide de capteurs à fibre optique installés à 5 mm de la base du revêtement, à environ 15 mm de la surface du revêtement et à 5 mm de part et d’autre de l’interface entre les couches bitumineuses. Les mesures de déformations ont été effectuées lors d’essais en vraie grandeur en faisant varier les conditions de températures et les paramètres de charges tels que le type de pneu, le type d’essieu, et l’intensité de la charge et la vitesse. Le champ des déformations a été calculé à ces mêmes profondeurs à l’aide du logiciel ViscoRoute© 2.0 afin de les comparer aux mesures expérimentales. L’analyse de la déformation à la base du revêtement a permis de valider les capteurs à fibre optique développés au cours du projet et d’évaluer l’influence des paramètres de la charge. Cette validation repose sur une analyse de la répétabilité et de la dispersion des mesures ainsi que sur une étude comparative effectuée avec des capteurs résistifs usuellement utilisés dans les chaussées. Au sommet de la couche de roulement, les mesures dans la direction longitudinale et transversale confirment que le passage de la charge génère de la contraction sous le pneu et de l’extension à l’extérieur de celui-ci. Dans la direction verticale, la charge impose une forte extension à l’extérieur du pneu tandis que sous celui-ci, le signe et l’amplitude des déformations dépendent de la température et des propriétés viscoélastiques de l’enrobé bitumineux. Dans ces trois directions, l’amplitude et la forme des signaux sont fonction de la structure de chaussée et des caractéristiques de la charge. Les capteurs placés au niveau de l’interface montrent que de l’extension et de la contraction se développent respectivement au bas de la couche de surface et au sommet de la couche de base au passage de la charge. Ces niveaux de déformations peuvent être modélisés en considérant l’interface comme une couche viscoélastique de faible épaisseur. Ce comportement de l’interface influence la distribution des contraintes et des déformations et les cas évalués montrent qu’il doit être pris en compte pour l’identification des modes de sollicitations critiques des couches bitumineuses.Calculating the stresses and strains induced by traffic loading is one of the main steps of the mechanistic-empirical pavement design method. In this method, structural responses are used to identify the mode of failure and estimated pavement life. The present study focuses on experimental strain measurements and analysis at several depths in the asphalt concrete layers. Fiber optic sensors, retrofitted in the asphalt-bound layers of four pavement structures, were used to measure strains at 5 mm from the bottom, at around 15 mm below the surface and at 5 mm below and above the interface between two bituminous layers. Strain measurements were taken during full-scale pavement testing under several climate conditions and traffic load parameters such as tire type, axle type, load level and speed. A strain field was computed at theses specific depths using the software ViscoRoute© 2.0 in order to compare the results with the experimental strains. Analysis of the strain signal at the bottom of the asphalt concrete layer allowed to validate the fiber optic sensors developed during the project and to characterize the influence of load parameters. This validation is based first on the analysis of the repeatability and the dispersion of the measurements and then on a comparative study with resistive sensors typically used in pavements. Near the surface course, longitudinal and transversal strain measurements confirm that a moving load induced compressive strain under the tire and tensile strain outside the tire edge. High levels of vertical tensile strain are induced outside the tire edge whereas the sign and the magnitude of strains directly under the tire depend on the temperature and the viscoelastic properties of the asphalt layer. In the three directions, the magnitude and form of the signals depend on the pavement structure and parameters of the load. Strain sensors on both sides of the interface show that the moving load induced tensile strain and compressive strain close to the bottom of the surface course and near the top of the base course, respectively. Numerical models, which consider the viscoelasticity of the tack coat at the interface between the asphalt layers, are capable of predicting these strain responses. This viscous-type interface behavior has an impact on strain and stress distribution through the layer and simulations show that it must be considered to identify the failure criteria.
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Celle, Pierre. "Couplage fluide/milieu poreux en grandes déformations pour la modélisation des procédés d'élaboration par infusion." Saint-Etienne, EMSE, 2006. http://www.theses.fr/2006EMSE0029.
Full textAbstract:
Un modèle complet pour la simulation d’un écoulement thermo-réactif à travers un milieu poreux compressible est présenté et appliqué à l'étude des procédés d'élaboration des matériaux composites par infusion (Liquid Resin Infusion-LRI et Resin Film Infusion-RFI) afin de prévoir les épaisseurs et les fractions volumiques de fibres de la pièce finale. Le modèle développé inclut une condition de Beaver-Joseph-Schaffman pour le couplage entre le milieu poreux saturé et l’écoulement dans la zone libre. Une formulation ALE pour l'écoulement de la résine dans le milieu poreux déformable subissant de fortes déformations est utilisée et couplée à une formulation Lagrangienne Réactualisée pour la partie solide. Enfin, des modèles thermo-chimiques sont utilisés pour traiter la réticulation de la résine. Des outils numériques ont été développés puis combiner pour simuler les procédés LRI et RFI. Les résultats numériques ont été comparés avec des essais expérimentauxAn overall model for the study of a non isothermal fluid flow across a highly compressible porous medium is presented and applied for the study of dry composite manufacturing processes by infusion (Liquid Resin Infusion-LRI and Resin Film Infusion-RFI) in order to predict the thickness and the porosity of the final structure. The model developed includes a modified Beaver-Schaffman-Joseph condition to couple flow across and outside the porous medium. An ALE formulation of the liquid flow across the deformable porous medium in which finite strains are accounted is coupled with an updated Lagrangian scheme for the solid behaviour. Finally, thermo-chemical models are employed to account for the resin reticulation. Numerical tools have been developed and combined for the simulation of LRI and RFI processes. Numerical results have been compared with experimental test
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Abou-Chakra, Guéry Ariane. "Contributions à la modélisation micromécanique du comportement non linéaire de l'argilite du Callovo-Oxfordien." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2007/50376-2007-191.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail, réalisé au Laboratoire de Mécanique de Lille et en collaboration avec l'ANDRA (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs), est lié à la problématique du stockage des déchets radioactifs à haute activité et à vie longue. Au vue de sa forte compacité et de sa faible perméabilité, la couche d'argilite du Callovo-Oxfordien a été choisie comme matériau constitutif de la barrière géologique vis à vis des radioéléments des colis de déchets. L'objectif de l'étude est de développer et valider une approche d'homogénéisation non linéaire du comportement mécanique de l'argilite du Callovo-Oxfordien. Le matériau est modélisé comme un composite constitué d'une matrice élasto(visco)plastique et d'inclusions élastiques et endommageables. Les lois constitutives macroscopiques sont obtenues par une adaptation de la méthode incrémentale de Hill. Le modèle développé est tout d'abord comparé aux solutions obtenues par calculs éléments finis sur une cellule. Il est ensuite validé par comparaison avec les données expérimentales de laboratoire disponibles à différentes profondeurs géologiques. Le modèle micromécanique a été finalement implémenté dans un code d'éléments finis (Abaqus) pour la simulation du creusement d'un puit d'accès du laboratoire souterrain. Les prédictions portent notamment sur la distribution de l'état d'endommagement et des déformations plastiques autour du puits, ainsi que sur l'évaluation de l'étendue de la zone endommagéeThis work is performed in the general context of the project of underground disposal of radioactive waste, undertaken by the French National Radioactive Waste Management Agency (Andra). Due to its strong density and weak permeability, the formation of Callovo-Oxfordian argillite is chosen as one of possible geological barriers to radionuclides. The objective of the study to develop and validate a non linear homogenization approach of the mechanical behavior of Callovo-Oxfordian argillites. The material is modelled as a composite constituted of an elasto(visco)plastic clay matrix and of linear elastic or elastic damage inclusions. The macroscopic constitutive law is obtained by adapting the incremental method proposed by Hill. The derived model is first compared to Finite Element calculations on unit cell. It is then validated and applied for the prediction of the macroscopic stress-strain responses of the argillite at different geological depths. Finally, the micromechanical model is implemented in a commercial finite element code (Abaqus) for the simulation of a vertical shaft of the underground laboratory. This allows predicting the distribution of damage state and plastic strains and characterizing the excavation damage zone (EDZ)
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Wrotecki, Christian. "Relations entre la morphologie de la phase dispersée et les propriétés mécaniques dans les polystyrènes chocs." Compiègne, 1987. http://www.theses.fr/1987COMPD065.
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Bourque, Jean-Pierre. "Étude des déformations hygromécaniques dans des feuilles de papier multicouches." Thesis, Université Laval, 2008. http://www.theses.ulaval.ca/2008/25605/25605.pdf.
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Ndohi, Raphaël. "Contribution à l'étude numérique et expérimentale des déformations élastiques d'une structure moteur." Compiègne, 1985. http://www.theses.fr/1985COMPS135.
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Berthelon, Josselin. "Etude mécanique des déformations des chaînes plissées d'avant-pays et rôle des argiles roches-mères durant leur maturation." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066687/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, les changements de propriétés mécaniques des argiles riches en matière organique sont étudiés afin d'en déduire si leur enfouissement peut déclencher l'écaillage tectonique. Ce travail multidisciplinaire s'organise selon trois axes : une étude de terrain, une étude en laboratoire et une étude de modélisation numérique. L'étude de coupes géologiques équilibrées à travers les chaînes plissées Méditérranéennes montre l'importance de l'interprétation mécanique pour les thématiques de restaurations et pour valider les scénarios d'évolution structurale. Sur les Posidonia Schist Albanais, une caractérisation en laboratoire et à haute résolution de la formation roche-mère permet d'observer l'évolution verticale des paramètres minéralogiques, géochimiques et mécaniques qui contrôle le comportement rhéologique des roches-mères. En utilisant les modèles de bassin TEMISFlow, j'analyse les conditions pour créer des surpressions au sein d'un niveau de décollement roche-mère localisé sous un chevauchement. Au travers de modélisations géo-mécaniques FLAMAR, j'étudie les conditions mécaniques nécessaires pour développer des géométries de plis idéales au sein d'une stratigraphie mécanique. Une hiérarchisation des paramètres qui permettent d'activer un décollement au sein d'une roche-mère intégrée dans une stratigraphie mécanique est proposée. Au travers d'une analyse couplant ces deux aspects géo-mécanique et hydro-mécanique, ce travail est une contribution à la recherche d'une loi de comportement rhéologique permettant de prendre en compte l'adoucissement mécanique thermo-dépendant des argiles et des roches-mères dans les modélisations géo-mécaniquesIn this thesis, changes in the mechanical properties of organic-rich shales, when they mature, are studied in order to deduce if burial may mechanically activate tectonic imbrication and control the folding style. This multidisciplinary work is organized according to three axes: a field study, a laboratory study and a thermo-mechanical modeling study. In the first part, the study balanced geological cross-sections through the Mediterranean fold-and-thrust belts shows the importance of the mechanical interpretation for structural restorations and to validate structural evolution scenarios. The Albanian Posidonia Schist laboratory characterization allows discussing the vertical evolution of mineralogical, geochemical and mechanical parameters in a source-rock formation that control the rheological behavior of source rocks. Both geological cases serve as input data for modeling designed to simulate the evolution of a source rock during its burial. Two aspects are examined: Using TEMISFlow Arctem basin models, I analyze the conditions necessary to create overpressure in a source-rock detachment located in the footwall of a thrust. Through geo-mechanical modeling, I study the mechanical conditions necessary to develop ideal fold geometries within a mechanical stratigraphy. A hierarchy of parameters to activate a detachment within source rocks embedded in a mechanical stratigraphy is thus proposed. Through an analysis of the coupling between these two aspects, geo-mechanical and hydro-mechanical, this thesis is a contribution to the search of a rheological law that takes into account the thermo-dependent softening of shale and source rocks in geo-mechanical modeling
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Rhayour, Mohamed. "Modélisation de l'influence de la vitesse de déformation sur l'écoulement plastique d'un acier industriel : application pour l'étude de la traction dynamique des tôles." Metz, 1999. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1999/Rhayour.Mohamed.SMZ9935.pdf.
Full textAbstract:
Le but principal de cette étude est la construction d'un modèle de comportement pour décrire l'écoulement viscoplastique des matériaux métalliques à structure cubique centrée dans le domaine de l'activation thermique. Le modèle proposé est développé à partir d'une approche semi-empirique basée sur les mécanismes micro-physiques de déformation. L'essentiel de cette modélisation consiste en une reformulation des équations d'évolution de la microstructure en tenant compte d'une nouvelle approche théorique, les variables microstructurales étant la densité de dislocations mobiles et la densité de dislocations immobiles. Les résultats de cette étude sont appliqués pour analyser les effets de la vitesse de déformation sur le comportement d'un acier industriel codifié par le signe IFR-340 sous des conditions de chargement à grande vitesse de déformation. Les paramètres du modèle sont identifiés pour cet acier à partir de résultats d'essais réalisés en traction uniaxiale dans une large gamme de vitesse. Les prévisions théoriques du modèle permettent d'interpréter certains aspects de l'écoulement plastique des matériaux métalliques à structure cubique centrée à partir de l'évolution de la microstructure. Par la suite, le modèle développé est implanté dans la version explicite du code de calcul ABAQUS. Cette implantation à permis l'utilisation de ce modèle pour analyser la réponse thermomécanique d'une tôle d'acier soumise à un chargement en traction dynamique. La comparaison entre les prévisions du modèle développé dans ce travail et celles du modèle de Johnson-Cook montre clairement l'intérêt des avantages apportés par l'utilisation des modèles basés sur l'évolution de la microstructure
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Inkin, Ilya. "Étude expérimentale et modélisation des processus de déformation des tôles en aciers stables et métastables." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2004. http://www.theses.fr/2004INPL115N.
Full textAbstract:
Le but du travail est de développer des modèles mécaniques décrivant les essais caractéristiques d'emboutissage (passage sur jonc de retenue, emboutissage «Oméga»), prenant en compte de faits expérimentaux avérés, obtenus lors de l'étude de l'évolution de la structure et des propriétés des aciers des classes différentes après ces essais. Les paramètres d'entrée des modèles sont les propriétés mécaniques du matériau, des conditions opératoires (effort serre-flan, lubrification) et la géométrie des outils. Un nouveau modèle analytique de l'essai« Oméga» est proposé et validé. Le modèle de passage sur jonc de Sanchez-Weinmann (1996) est amélioré et validé expérimentalement, ses bornes d'application sont définies, et de nouveaux algorithmes de calcul sont développés. Les deux logiciels de calcul sont conçus sur la base des modèles, qui calculent les champs de contraintes, de déformations et de déplacements, la forme finale de l'éprouvette; ainsi que les forces au niveau du serre-flan. Les résultats de la partie expérimentale du travail témoignent la prédominance de l' écrouissage isotrope lors du pliage alterné dans les aciers ferritiques étudiés. L'utilisation de l'hypothèse d'écrouissage isotrope pour la modélisation du passage sur jonc permet d'obtenir les valeurs numériques qui décrivent assez bien les données expérimentales dans la large gamme des données d'entrée. L'utilisation de cette hypothèse pour la prédiction de la forme« Oméga» de l'acier ferrite-martensitique donne également des résultats satisfaisants dans la plupart de casThe aim of this work is to develop mechanical models which describe deep drawing characteristic tests (drawbead test, U-Test), taking into consideration the relations revealed experimentally during the study of the evolution of the structure and properties of the steels of different classes after these tests. The source parameters for the models are the mechanical properties of a material, operational conditions (blankholder force, lubrication conditions) and tooling geometry. . A new analytical madel of the U-Test is proposed and validated. The drawbead model of Sanchez-Weinmann (1996) is improved and validated experimentally, its limits of application are determined, and new calculation algorithms are developed. Two software units are created on the base of the models. They calculate the stress-strain fields, the specimen shape after springback, and the blankholder forces. The results of the experimental part of the work show the prevalence of isotropie hardening during alternated bending under tension for the ferritic steels considered in this work. In the drawbead test madel, the assumption of isotropic hardening provides the numerical values, which describe quite precisely the experimental results in a large range of the source data. In a similar manner, the application of this assumption onto the U-Test madel for ferrite-martensitic steels also provides very satisfactory results in the majority of cases
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Lamy, Michael. "Modélisation mécanique du cerveau de rat : application au traumatisme cérébral." Strasbourg, 2011. http://www.theses.fr/2011STRA6150.
Full textAbstract:
Les lésions traumatiques cérébrales sont une cause majeure de décès et d’infirmités dans nos sociétés. Elles sont souvent dues à des chutes ou accidents motorisés, quand la tête subit une sollicitation mécanique. L’étude de ces lésions représente des enjeux majeurs ; mais leurs critères d’apparition demeurent assez mal définis, car les lésions cérébrales résultent par nature d’évènements imprévisibles et ne peuvent donc être analysées qu’a posteriori. Aussi, le présent travail s’est proposé de s’intéresser au traumatisme cérébral par une méthode associant modélisation numérique et protocoles expérimentaux animaux. En premier lieu, un modèle à éléments finis (MEF) du cerveau de rat est développé. Un maillage détaillé de l’encéphale est créé, basé sur des images médicales, et inclut différents composants anatomiques ; puis une caractérisation mécanique lui est définie. Après une phase de validation et tests paramétriques, le modèle permet de simuler des protocoles expérimentaux d’accélération angulaire de la tête du rat. Les résultats expérimentaux sont confrontés aux réponses numériques du modèle, pour contribuer à l’étude des critères de lésion. La première série de simulations reproduit des situations causant des lésions légères. De nouveaux indicateurs mécaniques sont proposés, s’avérant mieux corrélés aux déficits comportementaux des animaux que les paramètres usuels (contraintes et déformations). La seconde série simule des chargements responsables de lésions modérées à sévères. Par comparaison avec les informations anatomiques et histologiques, des seuils d’apparition de lésions sévères sont proposés pour les contraintes de Von Mises et les déformations principalesTraumatic brain injuries (TBI) are a major cause of deaths and disabilities in our societies. They often result from falls or motor vehicle collisions, when the head sustains a mechanical loading. Studying those injuries is a crucial issue; but the criteria governing the occurrence of said lesions remain not well known, as brain injuries are in essence the results of unforeseeable events, and thus can only be analyzed a posteriori. Therefore, the current work of thesis aimed to deal with brain injuries through a combined approach of experimental animal protocols and numerical models. In a first step, a finite element model (FEM) of the rat brain is developed. Based upon medical imaging, a detailed mesh of the brain is achieved, representing several main anatomical components; then, a mechanical characterization is defined. After a phase of validation and parametric tests, the model is used to simulate experimental protocols in which the rat head sustains angular accelerations loadings. Experimental results and numerical responses from the FEM were confronted to each other, to contribute to the knowledge on brain injury mechanisms. The first set of simulations deals with loadings related to mild TBI. New mechanical indicators are proposed, and prove to be better correlated with animal behavioral deficits than the usual mechanical parameters (stresses and strains). The second group of simulations focuses on loadings responsible for moderate to severe TBI. By comparing anatomical and histological data to numerical results, new thresholds are proposed, concerning Von Mises stresses and first principal strains levels, for the occurrence of severe TBI
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Sossou, Agbéko. "Contribution à la réalisation d'un logiciel de simulation numérique pour la modélisation des déformations d'objets par la méthode des éléments finis." Aix-Marseille 3, 1990. http://www.theses.fr/1990AIX30055.
Full textAbstract:
Nous nous proposons d'etudier le comportement d'une main synthetique en interaction avec une balle synthetique et de modeliser les deformations que subit la balle. Nous utilisons la methode des elements finis et tentons de parvenir a des resultats en accord avec les lois de la physique. Nous appliquons au corps humain le concept d'objet deformable possedant des caracteristiques d'elasticite propres de la meme maniere que nous considerons la balle comme un objet elastique deformable avec des caracteristiques bien connues. Pour appliquer la methode des elements finis, un maillage 3d des objets est developpe en utilisant des volumes elementaires simples ou plus complexes, pouvant assurer une continuite d'ordre zero entre les sommets des elements. Les volumes elementaires utilises sont generalement des cubes, des pyramides ou des variantes des deux. Il est possible d'obtenir une continuite d'ordre plus eleve entre les sommets, mais cette procedure est couteuse en temps de calcul et necessite une quantite plus importante de place memoire, alors que le resultat visuel ne s'en trouve pas ameliore. Nous avons enfin developpe un logiciel de representation graphique 3d qui nous permet de visualiser les resultats de nos calculs
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Chevaugeon, Nicolas. "Contribution à l'étude des membranes hyperélastiques en grandes déformations." Phd thesis, Ecole centrale de nantes - ECN, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00826561.
Full textAbstract:
Les modèles de membranes en grandes déformations sont utilisés dans diverses applications mécaniques telles que la biomécanique ou la mise en forme de corps creux plastiques. Le présent travail s'intéresse à la modélisation du gonflement de ces structures. Notre attention s'est tout d'abord portée sur la construction de lois de comportements prenant en compte l'anisotropie induite par la présence de fibres dans un matériaux hyperélastique. Cette approche conduit à une formulation isotrope transverse du comportement en terme d'invariants tensoriels. Une loi de comportement de ce type a été introduite dans un outil de simulation du procédé de thermoformage. D'autre part, nous avons développé un code de calcul élément fini spécifiquement dédié au soufflage des membranes en grandes déformations statiques. Une stratégie orientée objet exploitant pleinement les spécificité du Fortran 90 a été mise en place. Les éléments classiques de membrane y ont tout d'abord été implanté et validés. L'utilisation de ces éléments conduit à des problèmes de discrétisation dans les zones où la courbure de la géométrie déformée devient importante. Pour remédier à ces difficultés, un nouvel élément assurant lla continuité des tangentes à la membrane a été développé. Celui-ci améliore sensiblement les résultats. De plus l'apparition d'instabilités dans certains problèmes de soufflage a motivé la mise en œuvre d'un algorithme de détection des points singuliers et d'exploration des branches d'équilibre secondaires. Pour divers exemples, les branches d'équilibre axisymétriques sont retrouvées et des bifurcations non-axisymétriques sont mises en évidence. Finalement, un montage expérimental de soufflage de membranes cylindriques élastomères a été réalisé pour reproduire les états de déformation biaxiaux. Les premiers résultats sont encourageants. Le couplage de ces expériences et des méthodes numériques développées permettront dans un avenir proche la caractérisation des matériaux en grandes transformations élastiques.
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Mekkaoui, Smaine. "Modélisation de l'incertain sur les essais triaxiaux en grandes déformations sur sols remaniés." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2002. http://www.theses.fr/2002ECAP0954.
Full textAbstract:
Cette thèse se situe dans le cadre du programme de recherche des comportements repère des sols saturés sans " colle " (sables et argiles remaniées). Le but de notre travail est de proposer une méthodologie de qualification des essais triaxiaux drainés et non drainés, en se basant sur des règles de décision qualitatives et quantitatives. La prévision de comportements repère des sols fabriqués en laboratoire est incertaine puisqu'elle dépend de paramètres mesurés et/ou calculés d'une manière incertaine. Dans la recherche de ces comportements repère, il est très important d'analyser les différents types d'erreurs d'appareillage et d'opérateur qui peuvent affecter les résultats d'essais. Celles-ci ont été le point de départ pour sélectionner un faisceau repère drainé qui a été reproduit par un modèle mathématique en se basant sur la loi de Rowe originale. Ce faisceau repère des essais drainés, permet une analyse beaucoup plus commode, car il situe chaque essai par rapport à son arrangement (OCR) et sa nature intégrée dans le paramètre M de plasticité parfaite. Pour les essais non drainés, les interprétations de plusieurs résultats d'essais ont montré qu'il y a trois comportements différents : celui des argiles, celui des sables avec " grumeaux " (mis en place humides) et celui des sables sans " grumeaux ". Vu le peu d'essais sur les argiles et les sables avec grumeaux, le travail a porté essentiellement sur le comportement des sables sans grumeaux. La comparaison des essais non drainés sur des sables sans grumeaux dans différents plans permet de sélectionner ceux qui conduisent à un contrôle qualitatif aisé des essais. Ainsi l'analyse de la cohérence des courbes dans les plans choisis a permis la mise au point d'un faisceau repère non drainé. Pour les essais drainés, la cohérence des courbes retenues pour le faisceau repère est vérifiée par une analyse directe des distances entre les courbes. Pour la qualification d'un essai standard par rapport au faisceau repère drainé, l'utilisation des Sous Ensembles Flous est satisfaisante. En effet, la représentation des mesures sous forme de Sous Ensembles Flous (fuzzyfication), permet d'avoir une deuxième dimension sur l'intervalle dans lequel se trouve une mesure. Cette dimension représente les degrés de possibilité de la réalisation de toutes les valeurs qui peuvent représenter cette mesure. Elle permet d'affiner la décision.
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Clérivet, Alain. "Contribution à la modélisation des mécanismes d’ouverture des fissures soumises à des sollicitations cycliques dans des alliages d’aluminium." Compiègne, 1986. http://www.theses.fr/1986COMPE049.
Full textAbstract:
Les travaux présentés dans ce mémoire apportent une contribution à la modélisation de la propagation des fissures dans des alliages d’aluminium à hautes résistances. Modélisation qui repose avant tout sur les mécanismes d’ouverture-fermeture (effet de talonnage) des lèvres de la fissure mis en évidence par Elber (1971). Une analyse des modalités d’ouverture des fissures dans des éprouvettes épaisses a permis de clarifier le concept d’Elber longtemps controversé. Elle a été rendue possible grâce à la mise au point de techniques permettant de rendre compte aussi bien du comportement global que local de l’éprouvette fissurée. Cette double technique a permis de conclure quant aux effets éventuels d’un environnement agressif liquide sur les mécanismes d’ouverture des fissures dans des éprouvettes épaisses. Cependant les paramètres d’ouverture sont difficilement quantifiables à partir d’essais effectués sur telles éprouvettes d’autant que les paramètres mécaniques sont variés. Ainsi l’effet d’histoire (contrainte moyenne, surcharge, sous-charge. . . ) a-t-il été étudié, dans un premier temps, à partir de plaques minces où un état de contrainte plane prédomine. Conditions d’essais similaires à celles retenues par Elber. L’étude des mécanismes macro et microscopiques a permis de valider certaines hypothèses avancées par l’auteur concernant les changements d’amplitude variable. Les résultats ont donné lieu à une modélisation de l’effet de variation temporaire du chargement. Les relations établies peuvent être appliquées à des cas de chargement complexe. Par ailleurs l’étude des mécanismes d’ouverture dans le cas où la propagation s’effectue principalement en état de déformation plane, a été conduite à l’aide d’éprouvettes massives contenant des défauts bidimentionnels (quart ou demi-cercle). Ce mode de propagation représente un cas pratique très fréquent. A nouveau l’influence des paramètres mécaniques a été étudié en terme d’ouverture effective. De là, il a été possible de conclure quant à l’influence de l’état de contrainte sur la propagation que ne le permettait l’étude conduite à partir des éprouvettes épaisses. Par ailleurs, deux mécanismes principaux ont été mis en évidence l’un est du à un effet de talonnage, l’autre est lié à l’évolution de la forme du front de fissure qui joue un rôle majeur dans la détermination du facteur d’intensité de contrainte local. Ils fournissent une explication, de l’effet de surcharge sur éprouvettes épaisses contenant des défauts linéaires.
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Resk, Héba. "Finite element modelling of grain-scale heterogeneities in polycrystalline aggregates." Paris, ENMP, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00577855.
Full textAbstract:
Les matériaux cristallins, notamment métalliques, sont des matériaux hétérogènes. Leurs propriétés macroscopiques sont fondamentalement déterminées par leurs caractéristiques microstructurales. L'étude des mécanismes opérant à l'échelle du grain permet de mieux comprendre et mieux contrôler les caractéristiques des pièces fabriquées afin de réduire leur coût et optimiser leur performance. Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la méthode dite "CPFEM'' qui couple la plasticité cristalline à la méthode des Eléments finis (EF). L'objectif de ce travail est d'étudier les hétérogénéités à l'échelle du grain au sein d'agrégats polycristallins soumis à de grandes déformations. Pour ce faire, une représentation explicite de la microstructure est nécessaire. Le travail réalisé, ainsi que ce manuscrit, s'articule autour de deux axes principaux: i) la mise en place d'un cadre numérique robuste adapté à des calculs de microstructure intensifs en grandes déformations; ii) la validation de ce cadre à travers différents cas tests, qui permettent, notamment, d'étudier les hétérogénéités locales. Dans le chapitre 2, le comportement du matériau est modélisé par une loi élastoviscoplastique cristalline, qui ne prend cependant pas en compte le développement d'une sous-structure dans sa formulation. Cette loi est couplée à une formulation EF mixte en vitesse pression. L'approche EF, détaillée dans le chapitre 3, peut être considérée comme le modèle polycristallin idéal vu le respect, au sens numérique faible, de l'équilibre des contraintes et la compatibilité des déformations. Dans le chapitre 4, l'approche utilisée pour construire, représenter et discrétiser un volume polycristallin est détaillée. La microstructure est représentée, soit par des polyèdres de Voronoi, soit par des voxels, si elle est construite à partir de données expérimentales. L'agrégat polycristallin est discrétisé avec une approche "monolithique'', où un seul maillage, non structuré et non-conforme aux interfaces entre les grains, est utilisé. Une approche level set permet alors de décrire l'interface entre les grains de façon implicite et sert de base pour la construction d'un maillage adaptatif anisotrope. Le remaillage, avec un transport approprié des variables du problème, se fait de façon naturelle et automatique si la carte de métrique, associée au maillage, est calculée avant la procédure de remaillage. Dans le chapitre 5, les hétérogénéités inter- et intragranulaire sont appréhendées à travers une étude de la distribution d'une fraction de l'énergie de déformation. Cette fraction est considérée, dans une première approche, comme étant représentative de l'énergie stockée durant la déformation. Une analyse de sensibilité, au degré et au type de maillage utilisé, permet de mettre en évidence l'apport d'une stratégie de maillage anisotrope. Ces données locales sont particulièrement importantes à calculer lors de la déformation d'agrégats polycrystallins si l'objectif est de modéliser le phénomène de recristallisation statique qui suit l'étape de déformation. Un cas test 3D permet d'illustrer le chaînage de la simulation de la déformation et de la recristallisation, toutes deux réalisées dans le même cadre numérique. Dans le chapitre 6, notre approche numérique est, dans un premier temps, validée à l'aide d'un cas test de laminage pour un polycrystal statistiquement représentatif d'une texture expérimentale. Une réduction d'épaisseur de plus de 90 % est réalisée. Le remaillage, dans ce type d'application, s'avère plus que nécessaire. Dans la seconde partie de ce chapitre, une étude approfondie de la microtexture, développée au sein de microstructures virtuelles, est effectuée. Dans ce cas, ces microstructures "digitales'' correspondent à une microstructure réelle dans un sens discret. Les prédictions de désorientations, d'orientations cristallographiques moyennes ainsi que les cartes d'orientation 2D virtuelles, sont comparés à l'expérience à l'échelle de chaque grain, mettant ainsi en évidence les facteurs à l'origine de certaines des différences observéesMacroscopic properties of crystalline solids depend inherently on their underlying mi-croscopic structure. Studying the mechanisms operating at the microstructural scale during the various thermomechanical processes to which such materials may be subjected offers a valuable insight into their final in-use properties. The objective of this work is to investigate grain scale heterogeneities in polycrystalline aggregates subjected to large strains using the Crystal Plasticity Finite Element Method (CPFEM). For this purpose, highly resolved simulations, where each grain is represented explicitly, are needed. The first part of this work is devoted to a detailed account of the numerical framework implemented for such simulations. A classical elastic-viscoplastic crystal plasticity model is combined to a non-linear parallel finite element framework. The discretization of the digital microstructures is performed using non- conforming unstructured meshes. Most importantly, a level set approach is used to describe grain boundaries and to guide an adaptive anisotropic meshing strategy. Automatic remeshing, with appropriate transport of variables, is introduced in the proposed framework. In the second part of this work, the robustness and flexibility of our approach is demonstrated via different CPFEM applications. The deformation energy is used to assess heterogeneities in polycrystalline aggregates, highlighting the need to perform adaptive meshing so as to achieve a good compromise between accuracy and computation time. These grain-scale heterogeneities are to be accurately predicted during the deformation simulation if subsequent static recrystallization modelling is to be performed. An example of linking between the deformation and static recrystallization steps, using the proposed common approach, is illustrated. In terms of global texture predictions, the CPFEM framework is validated for a highly resolved model polycrystal subjected to more than 90 % thickness reduction in rolling. The importance of automatic remeshing in avoiding excessive mesh distortion, in such applications, is demonstrated. Most importantly, microtexture analysis is performed on digital microstructures that correspond, in a discrete sense, to an actual microstructure observed experimentally. Intragranular misorientation predictions and virtual 2D orientation maps are compared to the experimental ones, highlighting the difficulties pertaining to the validation of such grain-scale predictions
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Wronski, Maciej. "Couplage du contact et du frottement avec la mécanique non linéaire des solides en grandes déformations : application à l'étude des blocs de mousse en polyuréthane." Compiègne, 1994. http://www.theses.fr/1994COMPD712.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est l'étude du couplage des non-linéarités de différents types dans le calcul des structures par éléments finis. La première partie est consacrée au développement d'une loi de comportement des mousses souples en polyuréthane. Pour décrire leur comportement non linéaire, nous avons choisi un modèle hypoélastique en grandes déformations, formulé dans le repère des déformations principales. Les effets irréversibles en chargement cyclique sont pris en compte par une loi de frottement interne. Dans la deuxième partie, différents aspects de la modélisation du contact et du frottement par éléments finis sont abordés. Nous présentons un prototype du système de modélisation, qui permet de traiter efficacement des problèmes de contact très généraux. La résolution des équations non linéaires d'équilibre en présence du contact, est effectuée par la méthode de flexibilité. Dans le cadre de cette méthode, nous proposons quelques algorithmes de calcul implicite des réactions de contact. Trois nouveaux algorithmes d'intégrations des équations de la dynamique sont aussi introduits. Ceux sont des schémas du premier ordre, mieux adaptés au traitement numérique de contact que la méthode classique de Newark. Nous proposons aussi une méthode semi-implicite, qui permet d'obtenir directement la solution des équations linéaires, à partir d’une pseudo-inverse de la matrice effective du système. Finalement, nous présentons plusieurs exemples numériques pour illustrer la fonctionnalité du système de modélisation du contact. En particulier, deux exemples d'application industrielle, issus de la modélisation des blocs de mousse, et de la simulation d'un procédé de coudage de tubes, sont traités en détails.
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Abdulhameed, Hemin. "Réponse viscoélastique-viscoplastique en grandes déformations du polyéthylène : observations expérimentales, modélisation constitutive et simulation." Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10055/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse est une contribution à l’étude de la réponse mécanique en grandes transformations du polyéthylène. Dans une première partie, des observations expérimentales sont données sur la réponse mécanique dépendante du temps de polyéthylènes contenant une large gamme de fractions cristallines. Dans une seconde partie, un modèle de comportement viscoélastique-viscoplastique est développé pour reproduire, lorsque le taux de cristallinité évolue, la transition progressive entre la réponse mécanique typique des thermoplastiques et celle plus typique des élastomères. Afin d’identifier les paramètres du modèle, une méthode déterministe analytique et une méthode numérique, basée sur un algorithme génétique, sont développées. Dans une troisième partie, le modèle de comportement proposé est implanté dans un code de calculs par éléments finis et utilisé pour prédire la réponse d’échantillons multi-couches de polyéthylènes à différentes fractions cristallines. Des comparaisons entre les simulations et les données expérimentales (en termes de réponse mécanique et d’évolution de la striction) mettent en évidence les capacités prédictives du modèle proposéThis PhD dissertation deals with the large-strain mechanical response of polyethylene. In a first part, experimental observations are reported on the time-dependent mechanical response of polyethylene materials containing a wide range of crystal fractions. In a second part, a large-strain viscoelastic-viscoplastic constitutive model is developed to capture the progressive transition from thermoplastic-like to elastomeric-like mechanical response of polyethylene materials, as the crystal content changes. In order to identify the model parameters, an analytical deterministic scheme and a practical, “engineering-like”, numerical tool, based on a genetic algorithm are developed. In a third part, the proposed constitutive model is implemented into a finite element code and used to predict the response of multi-layered polyethylene specimens with different crystal fractions. Comparisons between the simulations and the experimental data (in terms of mechanical response and necking evolution) point out the model predictive capabilities