Dissertations / Theses on the topic 'Division de la construction mécanique'

Une tendance actuelle dans notre société est la préservation du patrimoine bâti, ce qui inclut en particulier la réhabilitation des ouvrages anciens en bois. Le matériau bois est très sensible aux variations des conditions de service et le maintien de l'intégrité des structures nécessite des interventions de réparation/renforcement. Celles-ci ont recours, depuis une trentaine d'années, à la technique du collage structural. Cette technique consite en l'adjonction, en surface ou à l'intérieur des éléments bois altérés, de profils acier ou composite maintenus au moyen de résine. Ceux-ci selon le degré de détérioration de l'élément original en bois, participent ou assurent intégralement la transmission des efforts mécaniques. Eprouvée en pratique, la confiance à accorder à ce type d'intervention reste à démontrer d'un point de vue plus théorique. Les approches de conception permettant aux professionnels de valider leurs interventions restent en effet à ce jour très clairsemées. Les travaux présentés dans cet ouvrages s'évertuent à combler certaines zones d'ombre. En aval de larges études concernant les classiques goujons acier collés, ils s'emploient à améliorer les approches de calcul existantes afin de contribuer à leur acceptation en tant que règles de dimensionnement de l'Eurocode 5. En amont des recherches sur les méthodologies d'intervention moins répandues (plats, matériaux composites), ils s'attachent à démontrer la pertinence de certaines d'entre elles et à établir les fondements, analytiques et expérimentaux, utiles à la cractérisation mécanique des autres.

Thesis (Ph. D.)--Massachusetts Institute of Technology, Biological Engineering Division, 2008.
This electronic version was submitted by the student author. The certified thesis is available in the Institute Archives and Special Collections.
Includes bibliographical references (leaves 180-203).
The aim of this thesis is to consider how fundamental engineering principles might best be applied to the design and construction of engineered biological systems. I begin by applying these principles to a key application area of synthetic biology: metabolic engineering. Abstraction is used to compile a desired system function, reprogramming bacterial odor, to devices with human-defined function, then to biological parts, and finally to genetic sequences. Standardization is used to make the process of engineering a multi-component system easier. I then focus on devices that implement digital information processing through transcriptional regulation in Escherichia coli. For simplicity, I limit the discussion to a particular type of device, a transcriptional inverter, although much of the work applies to other devices as well. First, I discuss basic issues in transcriptional inverter design. Identification of key metrics for evaluating the quality of a static device behavior allows informed device design that optimizes digital performance. Second, I address the issue of ensuring that transcriptional devices work in combination by presenting a framework for developing standards for functional composition. The framework relies on additional measures of device performance, such as error rate and the operational demand the device places on the cellular chassis, in order to proscribe standard device signal thresholds. Third, I develop an experimental, proof-of-principle implementation of a transcriptional inverter based on a synthetic transcription factor derived from a zinc finger DNA binding domain and a leucine zipper dimerization domain. Zinc fingers and leucine zippers offer a potential scalable solution to the challenge of building libraries of transcription-based logic devices for arbitrary information processing in cells.
(cont.) Finally, I extend the principle of physical composition standards from parts and devices to the vectors that propagate those parts and devices. The new vectors support the assembly of biological systems. Taken together, the work helps to advance the transformation of biological system design from an ad hoc, artisanal craft to a more predictable, engineering discipline.
by Reshma P. Shetty.
Ph.D.

Les systèmes mécaniques ainsi que les différents procédés de mise en forme des matériaux font tous intervenir des contacts charges entre surfaces. Comment la microgéométrie de ces surfaces intervient-elle, conjointement avec les caractéristiques mécaniques des matériaux concernés, dans le comportement de ces surfaces ? C'est ce que nous avons souhaité étudier expérimentalement dans ce travail. Après quelques rappels sur la métrologie des états de surfaces à partir de l'examen de profils, nous avons abordé leur mesure tridimensionnelle et proposé des moyens permettant de l'optimiser. Nous avons ensuite considéré les théories élémentaires de la mécanique du contact et le principe d'établissement des différents indices de plasticité, puis nous avons mis en évidence les limites de ceux-ci. La suite de notre travail a consisté à concevoir et à construire une machine destinée à étudier expérimentalement l'indentation des surfaces : cette machine permet notamment de calculer les énergies plastiques et élastiques mises en oeuvre dans un problème de contact. Dans la dernière partie de cette étude nous avons voulu chercher à établir une méthode prévisionnelle d'analyse des contacts rugueux à partir, d'une part de l'examen globale de la rugosité, en considérant la courbe de répartition des points représentant ces surfaces, et d'autre part du comportement plastique de la matière, en utilisant les informations fournies par notre machine d'essai. Nous avons pu constater que, tout du moins dans certaines conditions bien définies, cette méthode donne des résultats tout à fait cohérents et qu'elle mérite, selon nous, d'être approfondie dans l'avenir.

Les géotextiles non-tissés sont modélisés géométriquement sous forme d'une toile d'araignée. Les hypothèses du modèle sont les suivantes : le fil réel entre 2 points de liage est remplacé par un filament rectiligne et pesant ; le géotextile est bidimensionnel et mécaniquement isotrope dans ces deux dimensions ; les filaments fictifs sont liés entre eux par des filaments virtuels élastiques mais sans masse ; la masse volumique des filaments fictifs est identique à celle des filaments réels ; la masse surfacique du modèle est identique en tout point à celle du géotextile réel ; la contrainte normale à la rupture des filaments fictifs et virtuels est la même que celle des filaments réels. Il est alors possible de calculer le comportement mécanique du modèle soumis respectivement à une traction, à un poinçonnement et à une déchirure amorcée. Dans le cas de la traction, la force à la rupture et la forme de la striction ont été calculées et se comparent très favorablement aux résultats expérimentaux. Pour le poinçonnement, la force minimum pour poinçonner le géotextile, ainsi que la dégradation du géotextile au fur et à mesure de l'enfoncement du pénétrateur ont été calculées et la comparaison avec les résultats expérimentaux est satisfaisante. Le résultat théorique représentant le phénomène de déchirure décrit bien les observations expérimentales. Il est donc possible de prédire le comportement mécanique d'un géotextile non-tissé à partir de la seule connaissance de la masse volumique des filaments constituants, de leur résistance et de leur allongement à la rupture et de la masse surfacique du géotextile

Le travail présenté dans ce manuscrit est l'aboutissement de trois différents projets sur le couplage entre la mécanique et la croissance. Le premier chapitre est une revue concernant la mécanique et l'élongation des cellules à parois, où l'accent est placé sur les travaux numériques. Le deuxième chapitre présente quelques modèles de la mécanique du développement avec plus de détails techniques. Le troisième chapitre est une étude de l'établissement et de la stabilisation de la polarité chez les spores de la levure à fission, un phénomène qui repose sur un couplage entre mécanique, polarité, et croissance. Le quatrième chapitre est une étude numérique d'un modèle chimio-mécanique de phyllotaxie chez les plantes. Les motifs d'hormone de croissance sont créés par l'intermédiaire d'une rétro-action entre la mécanique des cellules et le transport polaire de cette hormone. Nous nous sommes demandé si le champ à l'origine de la rétro-action est la déformation ou la contrainte, une question ignorée dans la plupart des travaux sur le couplage entre mécanique et biochimie. Le cinquième chapitre concerne aussi un couplage entre polarité et mécanique. Nous étudions la manière dont la contrainte générée par la croissance ou la courbure des tissus peut se substituer aux indications géométriques qui orientent les divisions cellulaires à l'apex de la tige
The work presented here is the result of three different projects about the coupling of mechanics and growth. The first chapter is a review about mechanics and elongation of walled cells, focused on the computational studies. The second chapter presents some models of the mechanics of development with more technical details. The third chapter is a study of the establishment and stabilization of polarity in fission yeast spores, a phenomenon that relies on a coupling between mechanics, polarity, and growth. The fourth chapter is the computational study of a chemomechanical model of plant phyllotaxis. Patterns of growth hormone are achieved thanks to a feedback with cell mechanics and polar transport. We focused our attention on the question of stress- or strain-sensing, ignored in most other studies of the interaction between biochemistry and mechanics. The fifth chapter is also about a coupling between polarity and mechanics. We investigate how the mechanical stress generated by growth or curvature of the tissues can override the geometrical cues to orient the cell divisions in the shoot apical meristem

Ce mémoire présente le développement d'une chaine de fabrication de structures composites par enroulement filamentaire. La chaine comprend: un micro-ordinateur équipe du logiciel pc-fil 2. 0 développé par nous-même, une commande numérique et un prototype de machine. Le logiciel développé en turbo-basic est destiné à piloter des machines 8 axes dont: la rotation du mandrin, les trois translations et une rotation de l'œil de guidage, les deux translations et une rotation de la tête de chauffage. La commande numérique est une cyber 3000. Elle assure la commande et la synchronisation des axes de la machine. Le système est pilote en déplacement bloc par bloc. Le prototype est une machine 7 axes. La rotation de la tête de chauffage ne figure pas. La dépose du ruban sur le mandrin décrit des lignes géodésiques et le chauffage se fait au point de dépose. La tête de chauffage est à ultra-sons et travaille à 400° C. La tension de fil autorisée est de 100 n. Le prototype de machine est en développement.

Une nouvelle approche pour l'amélioration des modélisations par éléments finis a été développée au laboratoire de mécanique et technologie de cachan. Nous avons implémenté une méthode de localisation et de correction des modélisations par éléments finis basées sur le calcul de l'erreur en relation de comportement. Nous considérons simultanément tous les modes pour lesquels nous disposons d'informations expérimentales de façon pondérée (pour tenir compte du degré de confiance accorde aux essais modaux), et sans respecter d'ordre entre eux. La qualité des valeurs propres expérimentales est supposée, conformément à l'observation courante, être meilleure que celle des composantes des vecteurs propres expérimentaux. Le logiciel m. A. T. , qui (model adjustment technic) permet de localiser les erreurs de modélisations pour un modèle éléments finis donne, est décrit. Il fournit la carte des erreurs effectuées en rigidité et calcule les corrections des paramètres structuraux. Des exemples de processus localisation correction sont donnes

Thesis (Ph. D.)--Massachusetts Institute of Technology, Engineering Systems Division, 2007.
MIT Barker Engineering Library copy: printed in pages.
Also issued printed in pages.
Includes bibliographical references (leaves 141-146).
This thesis presents a new modeling framework and research methodology for the study of engineering systems. The thesis begins with a formal conceptualization of Engineering Systems based upon a synthesis of various literatures. Using this conceptualization, a new modeling framework is presented called the Engineering Systems Matrix (ESM). The ESM is an improvement to existing system-level modeling frameworks, such as the Design Structure Matrix (DSM), by providing a dynamic, end-to-end representation of an engineering system. In support of this contribution, a new research methodology is presented called Qualitative Knowledge Construction (QKC). QKC can be thought of as a Bayesian-type approach to grounded theory. The methodology integrates qualitative social science with quantitative methods by developing a procedure for translating textual reports of observations, interview transcripts, system documentation, and figures into coded data represented in the ESM. The thesis develops the ESM framework and the QKC methodology in the context of a real world engineering system, a US Air Force miniature uninhabited air vehicle (MAV) product development system.
by Jason E. Bartolomei.
Ph.D.

This assignment has been given by Defence Communication (DC) which is a division of Kongsberg Defence and Aerospace(KDA). KDA develops amongst other things military radio equipment for communication and data transfer. In this equipment there is use of digital logic that performes amongst other things integer and fixed point division. Current systems developed at KDA uses both application specific integrated circuit (ASIC) and field programmable gate arrays (FPGA) to implement the digital logic. In both these technologies it is implemented circuit to performed integer and fixed point division. These are designed for low latency implementations. For future applications it is desire to investigate the possibility of implementing a high throughput pipelined division circuit for both 16 and 64 bit operands. In this project several commonly implemented division methods and algorithms has been studied, amongst others digit recurrence and multiplicative algorithms. Of the studied methods, multiplicative methods early stood out as the best implementation. These methods include the Goldschmidt and Newton-Raphson method. Both these methods require and initial approximation towards the correct answer. Based on this, several methods for finding an initial approximation were investigated, amongst others bipartite and multipartite lookup tables. Of the two multiplicative methods, Newton-Raphsons method proved to give the best implementation. This is due to the fact that it is possible with Newton-Raphsons method to implement each stage with the same bit widths as the precision out of that stage. This means that each stage is only halve the size of the succeeding stage. Also since the first stages were found to be small compared to the last stage, it was found that it is best to use a rough approximation towards the correct value and then use more stages to achieve the target precision. To evaluate how different design choices will affect the speed, size and throughput of an implementation, several configurations were implemented in VHDL and synthesized to FPGAs. These implementations were optimized for high speed whit high pipeline depth and size, and low speed with low pipeline depth and size. This was done for both 16 and 64 bits implementations. The synthesizes showed that there is possible to achieve great speed at the cost of increased size, or a small circuit while still achieving an acceptable speed. In addition it was found that it is optimal in a high throughput pipelined division circuit to use a less precise initial approximation and instead use more iterations stages.

Le bois subit une demande croissante comme matériau de construction dans les bâtiments de grandes dimensions. Ses qualités de matériau renouvelable et esthétique le rendent attrayant pour les architectes. Lorsque comparé à des produits fonctionnellement équivalents, il apparait que le bois permet de réduire la consommation d’énergie non-renouvelable. Sa transformation nécessite une quantité d’énergie inférieure que l’acier et le béton. Par ailleurs, par son origine biologique, une structure en bois permet de stocker du carbone biogénique pour la durée de vie du bâtiment. Maintenant permis jusqu’à six étages de hauteur au Canada, les bâtiments de grande taille en bois relèvent des défis de conception. Lors du dimensionnement des structures, les zones des connecteurs sont souvent les points critiques. Effectivement, les contraintes y sont maximales. Les structures peuvent alors apparaitre massives et diminuer l’innovation architecturale. De nouvelles stratégies doivent donc être développées afin d’améliorer la résistance mécanique dans les zones de connecteurs. Différents travaux ont récemment porté sur la création ou l’amélioration de types d’assemblage. Dans cette étude, l’accent est mis sur le renforcement du bois utilisé dans la région de connexion. L’imprégnation a été choisie comme solution de renfort puisque la littérature démontre qu’il est possible d’augmenter la dureté du bois avec cette technique. L’utilisation de cette stratégie de renfort sur l’épinette noire (Picea Mariana (Mill.) BSP) pour une application structurale est l’élément de nouveauté dans cette recherche. À défaut d’effectuer une imprégnation jusqu’au coeur des pièces, l’essence peu perméable de bois employée favorise la création d’une mince couche en surface traitée sans avoir à utiliser une quantité importante de produits chimiques. L’agent d’imprégnation est composé de 1,6 hexanediol diacrylate, de triméthylopropane tricacrylate et d’un oligomère de polyester acrylate. Une deuxième formulation contenant des nanoparticules de SiO2 a permis de vérifier l’effet des nanoparticules sur l’augmentation de la résistance mécanique du bois. Ainsi, dans ce projet, un procédé d’imprégnation vide-pression a servi à modifier un nouveau matériau à base de bois permettant des assemblages plus résistants mécaniquement. Le test de portance locale à l’enfoncement parallèle au fil d’un connecteur de type tige a été réalisé afin de déterminer l’apport du traitement sur le bois utilisé comme élément de connexion. L’effet d’échelle a été observé par la réalisation du test avec trois diamètres de boulons différents (9,525 mm, 12,700 mm et 15,875 mm). En outre, le test a été effectué selon un chargement perpendiculaire au fil pour le boulon de moyen diamètre (12,700 mm). La corrélation d’images numériques a été utilisée comme outil d’analyse de la répartition des contraintes dans le bois. Les résultats ont démontré une portance du bois plus élevée suite au traitement. Par ailleurs, l’efficacité est croissante lorsque le diamètre du boulon diminue. C’est un produit avec une valeur caractéristique de la portance locale parallèle au fil de 79% supérieure qui a été créé dans le cas du test avec le boulon de 9,525 mm. La raideur du bois a subi une augmentation avoisinant les 30%. Suite au traitement, la présence d’une rupture par fissuration est moins fréquente. Les contraintes se distribuent plus largement autour de la région de connexion. Le traitement n’a pas produit d’effet significatif sur la résistance mécanique de l’assemblage dans le cas d’un enfoncement du boulon perpendiculairement au fil du bois. De même, l’effet des nanoparticules en solution n’est pas ressorti significatif. Malgré une pénétration très faible du liquide à l’intérieur du bois, la couche densifiée en surface créée suite au traitement est suffisante pour produire un nouveau matériau plus résistant dans les zones de connexion. Le renfort du bois dans la région des connecteurs doit influencer le dimensionnement des structures de grande taille. Avec des éléments de connexion renforcés, il sera possible d’allonger les portées des poutres, multipliant ainsi les possibilités architecturales. Le renfort pourra aussi permettre de réduire les sections des poutres et d’utiliser une quantité moindre de bois dans un bâtiment. Cela engendrera des coûts de transport et des coûts reliés au temps d’assemblage réduits. De plus, un connecteur plus résistant permettra d’être utilisé en moins grande quantité dans un assemblage. Les coûts d’approvisionnement en éléments métalliques et le temps de pose sur le site pourront être revus à la baisse. Les avantages d’un nouveau matériau à base de bois plus performant utilisé dans les connexions permettront de promouvoir le bois dans les constructions de grande taille et de réduire l’impact environnemental des bâtiments.
Wood experiences a growing demand as a construction material in tall buildings. Its aesthetic qualities and the fact that it is a renewable material make it attractive for architects. When compared to functionally equivalent products, it appears that the wood decreases non-renewable energy consumption and total energy demand. Plus, wood carbon storage can reduce the environmental footprint of buildings when compared to steel or concrete. Now allowed up to six stories high in Canada, tall wood buildings are matter for important design challenges. When designing structures, the connector areas are often the critical points. Indeed, the stresses are highest there. Thus, the structures tend to appear massive and to reduce architectural innovation. New strategies need to be developed to improve the mechanical strength in the connector zone. Various studies have recently brought on creating or improving assembly type. In this study, the aim is to target the material used in the connection area by reinforcing it. The impregnation was chosen as the strengthening solution since the literature demonstrates that it is possible to increase the wood hardness with this technique. The use of this treatment on black spruce (Picea Mariana (Mill.) BSP) as a structural application is the novelty element in this research. Despite a full piece impregnation, the low permeability wood species helped to create a thin layer of densified surface without having to use a large quantity of chemicals. A vacuum-pressure impregnation process was used to develop a new wood-based material more performant in assemblies. The impregnation agent was composed of 1,6 hexanediol diacrylate, trimethylolpropane tricacrylate and of a polyester acrylate oligomer. A second formulation containing SiO2 nanoparticles allowed to verify the effect of the nanoparticles on the treatment. The dowel-bearing strength test was performed to determine the contribution of the treatment on the wood used as a connector element. The scale effect was observed by performing the test with three different diameters of bolts (9.525 mm, 12.700 mm and 15.875 mm). In addition, the test was carried out according to a load applied in the perpendicular to grain direction for the mean diameter of bolt (12.700 mm). The digital image correlation was used while executing the dowel-bearing test as an analytical tool to compare the differences between strain fields before and after the reinforcement treatment. Results have shown higher bearing strengths after treatment. Furthermore, the efficiency was increased more the bolt diameter decreased. The best results were defined as a 79% greater dowel bearing strength for the characteristic value using the bolt of 9.525 mm. The stiffness of treated wood was higher of approximately 30%. Better mechanical performances after treatment are associated to the increase of density giving by the polymerization of formulation at the border of the bolt hole. Change in dowel bearing strength was almost nonexistent for the perpendicular to grain orientation. Low depth penetration due to the wood anatomy limiting the permeability in the perpendicular to grain direction caused this phenomenon. For the treated sample, the presence of a cracking failure was less common. With the digital image correlation analysis, the strains were found to be distributed more widely around the connection area. Also, no significant differences were found in the samples treated with and without nanoparticles. A slightly lower chemical retention was observed for the treated with nanoparticles sample group due to the accumulation of nanoparticles acting as a barrier at wood surface. Normally, this could lead to better densification of the external layer of the wood, but in this case mechanical performances were the same. There is no need to add nanoparticles and increase the cost of chemicals. Despite a very low penetration of the liquid inside the timber, the densified layer created at wood surface is suitable to produce a new, strong material in the connecting areas. The reinforcement of wood in connectors region could influence the design of large structures. With strengthen connection elements, it would be possible to extend the beams spans, thus multiplying the architectural possibilities. The reinforcement could also reduce the sections of beams and decrease the need in construction materials. This would result in diminished transport costs and faster assembly times. In addition, a fewer quantity of connector elements could be needed, reducing the supply costs in metal elements as well. The outcomes of a new and more efficient wood-based material used in connections would promote wood in tall buildings while helping to lower the environmental impact of buildings.

Cette thèse porte sur l'utilisation conjointe de modèles continus (endommagement, plasticité) et discontinus (modèles cohésifs, théorie de Griffith) dans des calculs de rupture. Deux types de modèles sont retenus pour modéliser aussi bien la phase diffuse de la rupture que la phase localisée apparaissant lorsque la loi de comportement du matériau devient adoucissante : - les modèles continus régularisés avec la méthode du second-gradient implicite ; - les modèles mixtes continus/discontinus associant un modèle continu durcissant à un modèle de zone cohésive pour la prise en compte du comportement adoucissant. L'objectif principal de la thèse est la construction d'un modèle mixte continu/discontinu à partir d'un modèle continu régularisé servant de modèle de référence. La méthode développée est basée sur la notion de fissure équivalente de Mazars selon laquelle deux modèles sont équivalents si ils dissipent la même quantité d'énergie pour un même cas test. L'implémentation numérique de la méthode se fait en réalisant deux calculs successifs : un premier calcul utilisant le modèle continu de référence permet d'extraire la quantité d'énergie dissipée durant chaque pas de temps, puis un deuxième calcul permet de calculer incrémentalement la loi cohésive du modèle équivalent en utilisant les incréments d'énergie dissipée calculés pendant le premier calcul. Pour ce deuxième calcul, une formulation faible spécifique a été développée pour laquelle la donnée de la loi cohésive est remplacée par la donnée des incréments d'énergie dissipée à chaque pas de temps. Par ailleurs, un modèle d'endommagement pour lequel la régularisation n'intervient qu'à partir du moment où le comportement devient adoucissant a été développé. Ce modèle comporte deux variables d'endommagement, ce qui permet de traiter séparément l'endommagement diffus et l'endommagement localisé. Enfin, deux formulations sont proposées pour l'implémentation de lois cohésives ayant une rigidité initiale infinie (lois extrinsèques)
This thesis deals with the common use of continuous models (damage, plasticity) and discontinuous models (cohesive zone models, Griffith theory) in rupture calculations. Two types of models are retained to modelize the diffuse phase of rupture as well as the localized phase appearing when the behaviour law becomes softening: - continuous models regularized with the implicit gradient method, - mixt continuous/discontinuous models associating a continuous hardening model to a cohesive zone model that takes into account the softening behaviour. The main objective of the thesis was the construction of a mixt continuous/discontinuous model from a continuous regularized model used as a reference model. The method used is based on the equivalent crack concept developed by Mazars which says that two models can be considered equivalent if the same quantity of energy is dissipated for a same problem. The numerical implementation of the method is done by realizing two successive calculations : a first calculation using a reference continuous model allows to extract the quantity of energy dissipated at each time step, then a second calculation allows to calculate incrementally the cohesive law of the equivalent model by using the dissipated energy increments calculated during the first calculation. On the other hand, a damage model for which the regularization only begins from the moment when the behaviour becomes softening has been developed. This model has two damage variables, which permits to make the difference between the diffuse and the localized damage. Finally, two formulations have been proposed for the implementation of cohesive laws with an infinite initial stiffness (extrinsic laws)

Ce travail s'articule autour de trois axes. Le premier à caractère fondamental concerne le développement d'une base théorique pour l'étude du déversement des profils maintenus latéralement en translation et en rotation. Le deuxième concerne la détermination de l'expression analytique du moment critique de déversement. Plusieurs calculs ont été menés en parallèle avec deux logiciels dont les principes de recherche de l'état critique sont complètement différents. L'un, développé dans le cadre de ce travail, utilise la résolution numérique du système d'équations différentielles. L'autre, nommé LTBEAM et développé au C. T. I. C. M. , est basé sur la méthode des éléments finis. Les écarts entre deux résultats numériques sont toujours restés inférieurs à 1 %. Le troisième axe plus pragmatique concerne la proposition d'une méthode alternative basée sur l'étude du flambement autour d'un axe imposé d'une section équivalent
This work is articulated around three axes. The first relates to the development of a new consistent theory of the lateral buckling of the profiles restrained laterally in translation and rotation. The second relates to the determination of the analytical expression of the critical buckling moment. Several calculations were carried out in parallel with two software whose princip les of research of the critical state are completely different. One, developed in this work, uses the numerical resolution of the system of differential equations. The other, named LTBEAM and developed by the C. T. I. C. M. , is based on the finite element method. The differences between two numerical results always remained lower than 1 %. The third more pragmatic relates to the proposaI of an alternative method based on the study of buckling around an enforced axis of an equivalent section continuously restrained at one flange

La critique semble avoir toujours défini implicitement jusqu'à présent le Cyberpunk comme mouvement littéraire, passant sous silence l'existence des groupes issus de cette vague dans d'autres registres artistiques de l'espace public. Elle ne semble pas non plus avoir pris en compte le fait que le Cyberpunk est un mouvement complexe qui se propage à travers plusieurs réseaux : du monde littéraire au monde politique, de la manifestation performative urbaines aux manifestations cinématographiques ou musicales, de l'univers psychédélique à l'univers spectaculaire. Aussi, nous sommes nous demandé dans cette thèse, à quelles conditions le Cyberpunk peut-il vraiment avoir une existence en tant que courant artistique ? Si la question de la machine, dans son interaction avec l'homme, et la mutation qu'elle peut produire, occupe une place centrale dans un certain nombre de mouvements artistiques du XXe siècle, elle constitue la problématique fondamentale du mouvement Cyberpunk pour qui la machina n'est pas seulement un appareil qu'il est possible ou non d'utiliser mais plus profondément un instrument de contamination qui peut menacer notre société. Notre propos consiste à examiner à quelles conditions, la machine se transforme en machination, en virus susceptible de se propager avec les dangers que fait peser tout processus de contagion sur nos comportements socio-culturels. Quels sont les mécanismes qui ont permis à la machine de devenir un moyen d'expression artistique fondamental pour ce mouvement à travers des groupes artistiques cyberpunk tels que la FURA DELS BAUS en Espagne, la MUTOID WASTE COMPANY en Italie et en Angleterre, les SURVIVAL RESEARCH LABORATORIES et les SEEMEN en Californie, qui ont développé une véritable vague underground en Europe et aux Etats unis. Le Cyberpunk imposerait en dernière hypothèse, la métaphore des conditions de transformation sociale, se présentant comme miroir d'une société à la fois mutante et mutée par la machina, qui contamine autant le corps physique que le corps social à travers ses mutations culturelles
Up to now, the critics always seem to have implicitly defined Cyberpunk as a literary movement, almost hiding the existence of different art groups directly deriving from this wave. They did not consider the fact that Cyberpunk is a complex movement, spreading as a virus through many different networks: from literature to politics, from theatrical performances to cinema and music, from the psychedelic universe to the world of entertainment. Therefore, in this thesis we are asking ourselves under which conditions can Cyberpunk really exist as an art trend? If the matter of machines, of man-machine interaction, and the consequent mutation, finds a central role in the art movements of the 20th century, it represents the essential question of the Cyberpunk movement, since the machina is not only an equipment to be deliberately used, but also more deeply it becomes an instrument of contamination that could dangerously threat our society. Our purpose is then to examine under which conditions the machine becomes machination, a virus able to spread along with the risks concerning the importance of this infection process on our socio-cultural behaviours. The mechanisms that allowed the machine to become a fundamental means of artistic expressions through cyberpunk artistic groups that developed a real underground wave in Europe and America, such as the FURA DELS BAUS in Spain, the MUTOID WASTE COMPANY in Italy, the SURVIVAL RESEARCH LABORATORIES in England and the SEEMEN in California. Finally, in our hypothesis Cyberpunk imposed the metaphor of the transformation of social conditions, appearing as the mirror of a mutant society transformed by the machina, which contaminates both our body and our culture by means of its cultural mutations

La pneumonie acquise sous ventilation mécanique (PAVM) est l'infection associée aux soins la plus fréquente. Nous avons étudié l'impact d'un programme multifacettes de prévention des PAVM. Huit mesures préventives ont été ciblées, elles devaient: 1) être incluses dans des recommandations récentes 2) correspondre à une action facilement et précisément mesurables 3) être liées directement aux comportements des soignants au lit du patient. Elles concernaient l'hygiène des mains, les précautions contact, l'élévation de la tête du lit, la pression de gonflage du ballonnet de la sonde d'intubation, la gestion de la sonde gastrique, la gestion de la distension gastrique, les soins de bouche et les aspirations trachéales. Nous avons étudié: l'efficacité du programme sur l'observance globale et l'observance à chacune des mesures de prévention avec 2 ans de suivi, l'influence du programme sur les facteurs individuels des soignants avec 1 an de suivi, l'intérêt de la mise en oeuvre de mesures techniques sur l'observance à certaines mesures de prévention (élévation de la tête du lit et pression de gonflage du ballonnet) avec 2 ans de suivi et l'efficacité du programme sur l'incidence des PAVM. Notre travail a établi un lien fort entre l'amélioration des pratiques de prévention et la réduction des taux de PAVM, relation encore rarement démontrée dans la littérature. Les effets favorables de ce programme restent observés à long terme. Malgré un programme de prévention très actif et synergique sur l'ensemble des déterminants impactant sur l'observance, les taux de PAVM restent élevés, rendant illusoire l'objectif d'annuler le risque de PAVM chez le patient de réanimation
Ventilator-associated pneumonia (VAP) is the most common hospital-acquired infection in the intensive care unit (ICU setting. Despite the availability of evidence-based guidelines to prevent VAP, they remain poorly implemented. The objective was to determine the effect of a 2-yr multifaceted program aimed at preventing VAP. The program involved a healthcare workers (HCWs) and included a multidisciplinary task force, an educational session, direct observations with performance feedback, technical improvements, and reminders. It focused on eight targeted measures based on well recognized published guidelines, easily and precisely defined acts, and directly concerned HCW's bedside behavior: 1 compliance with hand-hygiene rules including use of an alcohol-based hand rub, 2) proper glove and gown use, 3) keeping patients in the semi-recumbent position, 4) keeping the endotracheal tube cuff pressure >20 cm H2O, 5) using orogastric tubes rather than nasogastric tubes, 6) avoiding gastric overdistension, 7) decontaminating the patient's mouth with 0. 12% chlorhexidine at least four times/day, and 8) eliminating nonessential tracheal suction. We studied the impact of the programme on compliance with the targeted preventive measures, on HCWs'individual factors and on VA incidence and the role of technical devices. Our preventive program produced sustained VAP rate decreases in the long term. However, VAP rates remained substantial despite high compliance with preventive measures, suggesting that eliminating VAP in the ICU may be an unrealistic goal

Thesis (S.M. in Engineering and Management)--Massachusetts Institute of Technology, Engineering Systems Division, System Design and Management Program, 2011.
Cataloged from PDF version of thesis.
Includes bibliographical references (p. 117-118).
The U. S. federal government contracts over five hundred billion dollars in goods and services each year. Traditionally, these contracts are awarded on the basis of a combination of a contractor's proposed cost, quality, technical capability and demonstrated past performance. While all valid and important comparators, the overall quality and customer satisfaction achieved at the completion of contracts awarded on these bases remains highly variable from contract-to-contract. This thesis examines potential reasons for the variability of these results and further proposes additional factors for contract evaluation and award that should improve the chances for successful contract outcomes. Twenty four randomly selected and recently completed U. S. Coast Guard construction contracts were used as the basis for study. The documented performance information for each contract was compared against contract demographic information in a search for correlations that are predictive of the likelihood of a high level of contract satisfaction. Contract performance ratings, contract timeliness and contract on-budget performance were compared to overall contractor annual revenue, total contractor employees, the relative contract size and a contractor's revenue per employee. The main finding is that total contractor revenue, relative contract size (higher is better) and contractor revenue per employee (higher is better) are reliable predictors of performance and should be considered as relevant source selection factors for negotiated contracts. Capable small contractors should be selected not simply as a matter of conformance to a social program, but because the expected results are higher. In addition, the following recommendations apply in order to maximize the probability of positive performance outcomes on U. S. Coast Guard construction contracts: 1) Improve the collection and utilization of past performance data. 2) Minimize sealed-low bid contracting. 3) Maximize contracts by negotiation. 4) Maximize the usage of small businesses, above the "micro-small" level.
by Dennis C. Evans.
S.M.in Engineering and Management

Le présent document traite des problèmes de la détection de défauts apparaissant aléatoirement sur des produits défilants. Cette famille de problèmes se rencontrent fréquemment dans l'industrie (tissus, bois, papier, feuillard, tube, film,. . . ). Nous présentons dans la première partie les éléments fondamentaux nécessaires pour résoudre les problèmes de contrôle par vision artificielle de produits longs en défilement. La deuxième partie d'écrit, en s'appuyant sur les éléments précédents, les solutions retenues pour résoudre le problème de l'inspection en ligne de production de l'état de surface de tubes métalliques, proposé par la société Valinox et la réalisation d'un prototype industriel. Notre solution repose sur l'utilisation d'un ensemble de cameras linéaires, le défilement des tubes assure la construction d'une image 2D. Le choix de deux incidences de prise en vue nous permet de prendre en compte les défauts de teinte et de relief. L'introduction d'une correction angulaire réduit la dispersion des réponses du système. Le calcul des paramètres en langage bas niveau nous permet d'obtenir un contrôle en temps réel. Nous présentons dans la dernière partie les performances du système développé et nous comparons les résultats théoriques attendus et ceux obtenus sur le site industriel

L'utilisation de sphères creuses en acier constitue une alternative intéressante à la réalisation d'assemblages en construction tubulaire. Relativement aux problèmes de conception et/ou aux exigences liées au contrôle des ouvrages, le comportement de tels assemblages est toutefois mal connu. Le présent travail s'intéresse à ce problème dans le cas d'assemblages tube/sphère sous sollicitations quasi-statiques d'effort normal et de flexion. Une campagne d'expérimentation en vraie grandeur, associée à une simulation par éléments finis en élastoplasticité, permet d'abord de mettre en évidence les principaux aspects phénoménologiques du comportement d'un assemblage jusqu'à la ruine. L'influence des principaux paramètres significatifs sur le comportement mécanique a été examinée. L'analyse détaillée de la réponse élastoplastique d'un assemblage met en évidence des propriétés spécifiques de continuité et de progressivité des déformations dont la localisation suggère la possibilité d'une interprétation du comportement à la ruine par les techniques de l'analyse limite appliquées aux coques de révolution. On propose alors un modèle de calcul prévisionnel des charges ultimes de résistance à l'effort axial ou à la flexion par l'approche cinématique. La validité de la méthode proposée est montrée sur un ensemble de configurations dont les paramètres géométriques correspondent à des situations courantes en construction métallique
This research work deals with some aspects of the mechanical behaviour of a welded steel connection between a circular cross section element and a hollow steel sphere which is to be used in future steel constructions. The problem has not been studied yet and there are consequently needs in design recommandations for the assembly as part of a structure under predominant loading. Our approach in meeting this consists of a limited series of laboratory tests and a parametric numerical analysis using the finite element method. The results obtained by means of numerical modelling show good agreement with experimental results under both axial compression loading and bending moment until the maximum carrying load is reached. Tests show that failure occurs without cracking and is due to developping plastic strain near the joint of the connection. After analysing the stress distribution the finite element model, it was concluded that a suspected failure mechanism may be worked out by means of the limit analysis of shells of revolution. Based on the kinematical theorem a model is proposed in ordered to predict the limit load under compressive axial force and bending moment for a given configuration of the connection. Calculated limit load by the proposed formulae agreed quite well with experimental and numerical results

Cette thèse contribue au domaine des déformations post-construction des barrages en enrochement. D’abord, en étudiant le comportement in situ en compression de l’enrochement, il a été révélé que la compressibilité à court terme et la compressibilité en fonction du temps de l’enrochement sont reliés. De plus, la résistance à la compression simple (RCS) de la roche-mère et l’indice des vides de l’enrochement sont deux paramètres clés qui déterminent la compressibilité in situ de l’enrochement. Ainsi, ces paramètres, en plus du comportement des matériaux de remplissage pendant la construction (quantifiées par le module de déformation), ont été utilisés pour présenter des lignes de tendance pour prédire les déformations post-construction de différents types de barrages en enrochement. En considérant une base de données de 19 barrages en enrochement avec masque amont en béton et 22 barrages en enrochement zoné avec noyau en terre et en évaluant des tassements pendant et après la construction des lignes de tendance établissant un rapport entre les déformations post-construction et le comportement observé lors de la construction ont été développées. Dans les lignes directrices présentées, les tassements peuvent être obtenus séparément pour chacune des trois phases du cycle de vie des barrages : avant, pendant et après la mise en eau. De plus, le point zéro du temps pour les déformations en fonction du temps a été redéfini pour chaque phase. Lors du calcul des modules de déformation, les géométries de remblai ont été prises en compte en considérant un facteur de réduction pour les contraintes verticales à l'intérieur des remblais. Cette étude fournit une bonne base pour caractériser et estimer le comportement de l’enrochement pendant et après la construction des barrages en enrochement. Les tendances présentées montrent qu’en plus de surmonter les difficultés reliées aux méthodes actuelles (y compris les essais au laboratoire, les modélisations numériques, et des méthodes empiriques), les approches proposées sont précises et très pratiques. Cette recherche permet également une meilleure compréhension des mécanismes de déformation de l’enrochement. Outre l'utilisation de ces méthodes comme outils prédictifs des tassements, les relations présentées peuvent être utilisées afin de détecter un comportement atypique d'un barrage en enrochement au cours de sa durée de vie.
This thesis contributes to the area of post-construction deformations of rockfill dams. First, by studying the in-situ compression behavior of rockfill, it was revealed that the rockfill short-term compressibility and time-dependent compressibility are connected. Additionally, unconfined compressive strength (UCS) of parent rock and the rockfill void ratio are two key parameters that determine the in-situ (short-term and time-dependent) rockfill compressibilities. Thus, these parameters, besides the fill materials behavior during construction (quantified by defining deformation modulus) were used to present guidelines for predicting post-construction deformations of different types of rockfill dams. In other words, by gathering a comprehensive data base of 19 concrete face rockfill dams and 22 earth core rockfill dams and evaluating settlements during and after construction, trend lines were developed which relate the post-construction settlements to the observed behavior during construction. In the presented guidelines, settlements are obtainable separately for each of the three dams’ life cycle phases: before, during and after impoundment. Additionally, the time datum for time-dependent deformations was redefined for each phase. When calculating the material moduli, the embankment geometries were taken into account by introducing a reduction factor for vertical stresses inside embankments. This study provides a good framework for characterizing and estimating the behavior of rockfill during and after construction of embankments. The trend lines presented based on behavior of numerous rockfill dams show that, in addition to addressing some limitations of previous methods (including laboratory testing, numerical modeling, and empirical methods), the approach proposed for predicting post-construction settlements is accurate and highly practical. This research also permits a better understanding of rockfill deformation mechanisms. Apart from using the presented method for predictive purposes, the presented graphs can be used to distinguish unexpected settlement behavior of a rockfill dam during its post-construction lifespan.

Thesis (Ph. D.)--Massachusetts Institute of Technology, Engineering Systems Division, 2011.
Cataloged from PDF version of thesis.
Includes bibliographical references (p. 353-368).
This dissertation examines the creation and initial use of the precision bombing system employed by the United States Army Air Forces during World War II in the opening phase of the Combined Bomber Offensive against Germany. It presents the system as distinctly sociotechnical, constructed of interdependent specially trained humans-the pilot, navigator, and bombardier-purpose-built automated machines-the Norden bombsight and the Minneapolis- Honeywell C-1 Autopilot-and the high-altitude, daylight bombing (HADPB) doctrine, all of which mutually shaped each other's creation and use. The first part of the study establishes the relationship between the HADPB doctrine, the humans, and the machines, presenting the bombardment system as a three-level socio-technical system designed for optimum control at all levels. It describes the elements at each level, their design for use as a system, how they initially employed the system, and how their actions caused a revision of the HADPB doctrine, in the process redefining precision from a system perspective and significantly changing the system's social structure. The second part of the study examines the actions performed by the three principal sociotechnical members the bomber crew, and determines the specific tasks and roles accomplished both the humans and machines within the system. It establishes what the crewmembers did, analyzing their professional construct, the machines that shaped their professional identities, how the humans and machines, through distinct processes of shared control and cognition, accomplished the tasks associated with precision bombing-flying, navigating, and bombingand how the HADPB doctrine affected their actions. It focuses on how technology, by granting varying levels of control over the task of flying the aircraft, created conflict over control of the system itself, and how command, a uniquely military function granted organizationally and doctrinally to the pilot, served as arbiter of that conflict. This study establishes a perspective for the future study aerial combat systems, and a better understanding of the organizational and social impact of the increased use of automation in those systems, particularly relevant to the discussion surrounding the expanded use of remotely piloted aircraft by the United States Air Force in the conflicts in Iraq and Afghanistan.
by Raymond P. O'Mara.
Ph.D.

Les transferts d'humidité dans les matériaux de construction ont une influence importante sur leur durabilité et sur les performances hygriques et thermiques des bâtiments. De nombreux mécanismes d'endommagement chimiques et physiques de ces matériaux sont en effet dus à l'infiltration d'eau. En conséquence, leur structure poreuse peut évoluer au cours du temps, et des fissures microscopiques comme macroscopiques peuvent s'y développer. La description des matériaux à l'échelle microscopique est cependant une source d'erreur importante dans les codes de simulation actuels des transferts d'humidité et de chaleur, notamment en raison du fait que les milieux sont considérés comme homogènes, et que les effets du vieillissement des matériaux sont négligés. Il importe donc de trouver un moyen d'inclure les effets de l'endommagement dans les simulations de transferts d'humidité et de chaleur à l'échelle du bâtiment. Des méthodes existent pour la prédiction du comportement de milieux soumis à des sollicitations hygriques et mécaniques, mais supposent que l'ensemble des facteurs extérieurs influant sur l'endommagement soient connus tout au long des simulations. Une nouvelle méthodologie a été proposée pour compléter ces approches prédictives, en combinant des mesures expérimentales d'endommagement avec la simulation de transferts couplés d'humidité et de chaleur. Une étude préliminaire a d'abord été menée, consistant à mesurer la perméabilité vapeur équivalente d'éprouvettes de mortier multi-fissurées. Cette démarche a permis d'identifier les besoins expérimentaux et numériques de la suite du travail, visant à modéliser les écoulements dans un réseau discret de fissures sur la base de leur caractérisation. Une méthodologie expérimentale combinant corrélation d'images numériques et émissions acoustiques a ensuite été développée, permettant de disposer de cartographies d'endommagement et de proposer une démarche pour la mesure de réseaux de fissures dans les matériaux de construction en place. La méthode optique, associée à une procédure de traitement d'images, a permis de disposer de données précises de la géométrie de réseaux de fissures. De plus, une méthode a été proposée pour permettre l'interprétation des mesures d'émissions acoustiques en termes de quantification, localisation et identification des phénomènes d'endommagement. Un code de simulation a ensuite été écrit, permettant d'intégrer ces mesures de fissuration dans la modélisation des écoulements couplés d'humidité et de chaleur en milieu poreux. Ce modèle a été validé sur la base de mesures expérimentales : la corrélation d'images numériques a été appliquée durant la fracturation d'éprouvettes de béton, dans lesquelles l'infiltration d'eau a ensuite été suivie par radiographie aux rayons X. Les résultats numériques obtenus sont en bonne conformité avec les mesures expérimentales en termes de prédiction de la concentration d'eau en deux dimensions. Enfin, la méthodologie a été appliquée à une série de cas test, dans le but de modéliser les performances hygrothermiques de parois multi-couches, incluant des matériaux endommagés, soumises à des conditions climatiques réelles. On a ainsi pu estimer les conséquences potentielles de l'endommagement sur l'accumulation d'eau dans des parois, sur l'amplitude des cycles de sorption et de séchage, ainsi que sur les transferts thermiques.

Une procedure experimentale permettant de coupler des investigations physico-chimiques et mecanique est mise au point puis utilisee pour suivre l'evolution des caracteristiques de la liaison acier-beton en fonction du temps et sous l'influence d'actions endogenes et exogenes. Le modele experimental est une eprouvette mixte constituee de deux matrices de mortier separees par une plaque d'acier, a l'etat de surface maitrise. L'inclinaison de la plaque par rapport a l'axe longitudinal de l'eprouvette mixte est variable, ce qui permet d'obtenir, avec un effort axial impose, plusieurs combinaisons de contraintes normales et tangentielles dans la zone de contact acier beton. La premiere partie de ce travail est consacree d'une part a l'etude theorique du champ des contraintes a l'interface du modele propose, et d'autre part a une verification experimentale effectuee sur une eprouvette instrumentee par des jauges de deformations. Dans la seconde partie le modele experimental est utilise pour suivre l'evolution de la liaison acier-beton d'eprouvettes comportant des plaques metalliques presentant divers etats de surface. Apres rupture l'interface metal beton est analysee par diffractometrie des rayons x, par microsonde electronique, et observee par microscope electronique a balayage. Les resultats obtenus montrent que l'etat de surface de la plaque et la formation des composes d'interaction, lorsque le metal reagit avec le ciment, se traduisent par une modification de la resistance mecanique de la liaison. La meme procedure est appliquee a des eprouvettes soumises pendant un temps significatif a une action couplee mecanique et chimique. Les premiers resultats montrent qu'a long terme la liaison pourrait etre alteree

Pour la modélisation physique dans le domaine géotechnique, un matériau représentatif de sols intermédiaires « intermediate soils », dont le comportement est proche de celui des sols naturels non grossiers, a été étudié. Différents mélanges composés de sable de Fontainebleau, de kaolinite speswhite et d’eau ont été testés. Les effets de la teneur en eau, du taux de kaolinite, de la méthode et de l’intensité du compactage ainsi que de la vitesse d’essai de cisaillement, sur l’évolution du comportement mécanique ont été quantifiés sur des petites éprouvettes de sol. Une méthodologie expérimentale a été développée permettant de reconstituer de gros massifs de sol intermédiaires, homogènes et répétitifs, nécessaires aux essais sur modèles réduits (essais en centrifugeuse, en chambre d’étalonnage, en cuve). Les premières applications ont porté sur le comportement de fondations superficielles dans ces sols intermédiaires. Une série d’essais sur modèles réduits centrifugés a été réalisée avec une semelle circulaire pour l’étude des corrélations entre la charge de rupture et la résistance de pointe du pénétromètre statique. La deuxième série effectuée avec une semelle filante a porté sur la réduction de portance due à la proximité d’un talus. Les résultats obtenus ont été confrontés avec les règles techniques françaises ( Fascicule 62).

Cette étude a pour objectif final la réalisation d’un ancrage de hauban plat en composite. La technique du collage structural est choisie pour celle-ci et une majeure partie du document s’attache donc à comprendre et décrire le transfert des efforts par un joint collé dans le cas quasi-statique. Trois parties permettent d’aboutir à une nouvelle géométrie d’ancrage. La première s’attache à rappeler et développer les éléments principaux indispensables pour l’utilisation de cette technique d’assemblage qui, bien que relativement ancienne, n’est que depuis peu utilisée pour des applications structurelles en génie civil. Elle permet également de présenter les principales théories élastiques s’intéressant au transfert des efforts et de décrire les principaux aspects phénoménologiques qui en dérivent. Dans la seconde partie, différentes investigations expérimentales sont présentées et leurs résultats comparés aux théories présentées. Les insuffisances sont mises en relief, et l’introduction de non-linéarités matérielles s’avère nécessaire dans certains cas. Pour les différentes séries d’essais menées, deux types de non-linéarités sont modélisées : l’endommagement du béton et la plasticité. Ceci permet d’aboutir à des résultats cohérents avec les observations expérimentales et de disposer de modèles plus complets des phénomènes de transfert des efforts. La dernière partie est quant à elle vouée à l’optimisation du transfert des efforts. Après avoir rappelé les principaux travaux sur ce sujet, une caractérisation plus fine des adhésifs étudiés permettent de mettre en avant une propriété intéressante de ces matériaux mise à contribution dans le cas d’une nouvelle géométrie de joint, dite ”géométrie courbe”. Les différents avantages de cette géométrie sont démontrés théoriquement, puis des essais permettent de vérifier la facilité de mise en œuvre de la solution proposée et son efficacité. Bien que des études additionnelles restent nécessaires sur cette nouvelle géométrie, elle semble prometteuse et permet d’améliorer de manière importante les performances du joint collé
This study’s main goal is to design an anchorage for a composite plate in a civil engineering application. As structural adhesive bonding was chosen, the main part of this document is dedicated to the understanding and the description of the way force is transferred through bonded joints. Three parts compose the study. The first one gathers all the bases concerning this technology which exists since a long time but is used for structural applications since only a few decades. It also presents the main elastic theories and the resulting characteristic features of structural adhesive bonding. In the second part, several different experimental investigations are precisely described and their results compared to the theoretical elastic expectations. Being insufficient concerning some of the parameters, it is then decided to take into account some non-linearities in the analysis : either damage occurrence, or plasticity. The final results are shown to be close to the experimental observations, and a more precise modeling of the force transfer is thus finally available. The last part concerns the optimization of the force transfer and starts with the reminding of the main works done on this topic. Then, a precise adhesive material characterization allows to highlight an interesting property which can improve bonded joints capacities. A specific geometry, a curved one, has to be used in order to use properly this property. Theoretical developments allow to explain the different improvements allowed by this geometry and some experimental investigations are conducted to check the ease of realization of such a geometry and its efficiency. Though additional work should be carried out on this new bonded joint, first results demonstrate the efficiency of the proposed new geometry

Le comportement du béton peut être en première approximation décrit par un modèle élastique fragile endommagé. Il présente une anisotropie matérielle induite qui dépend surtout du chemin de chargement. Un tenseur du second ordre symétrique D est utilisé pour représenter l'évolution anisotrope de l'endommagement. Nous partons d'une écriture basée sur la notion des contraintes effectives qu'on applique dans un cas de sollicitation en traction torsion. L'obtention d'un modèle de comportement symétrique entre traction et compression conduit à proposer d'autres formes de représentation des contraintes effectives contenant le signe des contraintes principales et une seconde variable d'endommagement scalaire D permettant ainsi à l'endommagement d'agir différemment en traction et en compression

Le but de ce travail est le développement d'un outil numérique de calcul rapide et efficace pour poutres à parois minces et section ouverte et variable ; une formulation "éléments finis" a été retenue ici, à travers un élément de poutre, parce qu'elle offre le meilleur compromis entre facilité d'obtention et qualité des résulats. Pour pouvoir asseoir de la meilleure façon possible les bases théoriques de cet élément, un modèle analytique complet pour poutres à parois minces et section variable est tout d'abord développé. L'accent est mis sur les phénomènes de torsion, primordiaux pour l'étude spatiale des poutres à section variable, et sur le traitement des rotations dans l'espace. Le modèle mécanique et les hypothèses de comportement sont finalement résumés dans le choix d'un champ de déplacements approprié. Les expressions des déformations non linéaires et des équations d'équilibre en sont déduites, et, en particulier, l'équation différentielle du déversement des poutres en I monosymétriques à semelles constantes et hauteur d'âme linéairement variable, très importante en pratique, est mise en évidence. On montre ensuite comment ces concepts théoriques peuvent être appliqués de façon simple à l'étude du comportement réel des poutres et fléchies. Sur la base du champ de déplacements et des expressions des déformations retenus, un élément fini de type poutre est proposé en formulation corotationnelle totale, avec un soin particulier quant à la prise en compte correcte des modes rigides et des phénomènes de locking. Les qualités de convergence et de précision de l'élément sont testées à travers différents cas de chargement et d'appui, pour tous les types d'analyse statique, y compris le cas le plus complexe de l'analyse non linéaire géométrique et matérielle. Les résultats obtenus sont comparés avec différentes références numériques disponibles, en particulier avec des éléments finis de coques, et la concordance entre ces différentes sources est excellente

Marseille est un symbole d'une ville mediterraneenne gagnee par la vapeur et le fer au cours du dix-neuvieme siecle. Une industrie de pointe, la metallurgie et la construction mecanique, a su y trouver sa place et s'est meme affirmee comme un des elements de base de la reussite economique phoceenne. Cette industrie, atypique et diversifiee, est differente de celle de l'europe du nordouest. La production de fonte a peu compte. D'autres types d'activites ont domine : la construction de machines, la metallurgie de seconde fusion et le traitement des non-ferreux. L'histoire de ce secteur, trop longtemps sous estime, prend le contre-pied des facteurs senses expliquer le retard industriel de l'europe mediterraneenne. Les hommes, les capitaux, les competences technologiques et les marches n'ont pas manque. Comme barcelone, genes ou le piree, marseille appartient pleinement a la geographie industrielle du dixneuvieme siecle. Malgre son echec final, l'industrie marseillaise de la metallurgie et de la construction mecanique est l'exemple le plus acheve de succes mediterraneens bases sur la combinaison d'ouvertures et de dynamismes locaux
Marseilles is a symbol of a mediterranean town reached by steam and iron during the 19th century. Advanced industry, metallurgy and mechanical engineering, has found its place and has managed to become a basic of the town's economic success story. Marseilles' industry, atypic and varied proves different from that of the european north-west. Cast iron making has remained a low-key activity. Other sectors have taken prominence : machine making, second melting industry and non ferrous metals. The history of that field, underrated for too long, takes the opposite view to the factors that are supposed to account for mediterranean europe's economic lag. There has been no shortage of men, capital, technological knowledge and markets. Quite like barcelona, genoa and piraeus, marseilles is entirely part of the 19th century industrial landscape. In spite of its final failure, the metallurgy and mechanical engineering of marseilles is the most accomplished of the mediterranean success combining openness and local dynamism

Le matériau terre peut apporter une réponse face aux problèmes que les constructions modernes rencontrent en termes d’enjeux sociétaux, économiques et écologiques. Cependant, les difficultés à comprendre et à prédire son comportement représente un obstacle au développement de cette technique dans les pays développés. Cette thèse s’insère dans un projet de recherche appelé « Primaterre » et financé par l’Agence Nationale de la Recherche française (ANR). Il vise à apporter les connaissances scientifiques nécessaires afin de pallier ce manque et aider à établir des règlementations adaptées. Ce travail s’intéresse plus particulièrement à l’impact de l’eau sur le comportement mécanique de la matrice fine du matériau, qui a un impact essentiel sur le comportement du matériau dans son ensemble. Cette matrice est constituée de sables, de limons, et d’argiles, et ce sur trois types de terres prélevées sur d’anciennes constructions en pisé. Afin de réaliser des échantillons les plus identiques et homogènes possible, un moule a tout d’abord été conçu, ce qui a permis de travailler avec des échantillons cylindriques de 3,5cm de diamètre et 7cm de hauteur. Une cellule triaxiale a été utilisée et, la seconde étape a été de concevoir les dispositifs permettant la mesure des déformations axiales et radiales, le conditionnement à température contrôlée et l’imposition d’un flux d’air humide variable de part et d’autre de l’échantillon. Différents types d’essais ont alors pu être réalisés : des essais triaxiaux à différent taux d’humidité relative ainsi que des essais de gonflement. Les paramètres mécaniques obtenus ont pu être analysés à la lumière des caractéristiques matériaux mesurées en parallèle. Enfin, l’analyse des essais de gonflement a été menée à bien à l’aide d’un modèle numérique, et ce afin de pouvoir évaluer des paramètres caractéristiques plus complexes. Ce travail de thèse se conclut par une étude supplémentaire, visant à évaluer l’impact du changement de taille d’échantillon sur les paramètres mécaniques mesurés précédemment. Ces essais ont été effectués sur des échantillons approximativement deux fois plus grands, et grâce à un dispositif expérimental plus simple, utilisant la mesure par corrélation d’images
Earthen buildings can provide an answer to face difficulties in modern constructions in both terms of sociology, economics as well as ecology. However, the difficulty to understand and to predict their behavior prevent the spreading of this technique in developed countries. This PhD is part of a research program called “Primaterre” and founded by the French National Agency for Research. It aims at providing the necessary scientific knowledge to overcome this lack and at helping the creation of appropriate standards. This work is more precisely focusing on the impact of water on the mechanical behavior of the fine proportion of the material, including sand, silt and clay, and on three different earths coming from existing rammed earth constructions. In order to be able to produce samples as identical and homogeneous as possible, a mold has first been designed, which enable to manufacture cylindrical samples with diameter of 3.5cm and height of 7cm. A triaxial cell was used and, the second step was to design different devices allowing the measurement of axial and radial deformations, the conditioning at constant temperature, and the command of a variable moist air flux at both sides of the sample. Different types of tests have thus been realized : triaxial tests at different relative humidity, as well as swelling tests. The mechanical parameters thus obtained have been analyzed in comparison with material characteristics measured in parallel. Finally, results of swelling tests have been analysed using numerical modelling, in order to assess more complex material characteristics. This thesis work ends with an additional study, aiming at evaluating the impact of scale change on the mechanical parameters previously measured. Tests have been conducted on sample approximatively twice larger, and thanks to a simpler experimental device using measurement through image correlation

Les microrobots à pattes déjà réalisés par microfabrication dans le monde sont très peu nombreux. A l'heure actuelle, à notre connaissance, on en compte six, certains sont terminés, d'autres sont en cours d'étude. Cette relative rareté s'explique en partie par la difficulté que représente l'intégration d'actionneurs sur de si petites structures. Les travaux présentés ici portent sur l'étude et la réalisation de la structure mécanique et du micro-actionnement d'un microrobot à pattes. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à la locomotion du microrobot et à son actionnement. Des micropattes ont été conçues, réalisées et expérimentées. Elles sont actionnées par deux bilames thermiques (en SU-8 sur Si) fonctionnant en opposition, qui leur procurent deux degrés de liberté. Les micro-actionneurs bilames thermiques ont été retenus pour leurs grandes amplitudes de déplacement, leur densité d'énergie importante et leur relative facilité de réalisation par microfabrication. La structure complète du microrobot a ensuite été réalisée de manière monolithique avec six micropattes et un corps en silicium. Ses dimensions hors tout sont de 3,5 mm de long, 6 mm de large et 0,5 mm de haut. Les expérimentations révèlent les bonnes performances de ce nouveau microrobot comparé à ceux déjà réalisés. Notamment, ce microrobot semble être le plus petit au monde possédant six pattes et se déplaçant sur un sol ne participant pas à sa locomotion. Il est aussi capable de supporter des charges importantes. La prochaine étape est l'intégration de la connectique sur le corps du microrobot. A plus long terme, on peut imaginer y intégrer son énergie, sa commande, des capteurs, voire des organes de télécommunication. Ce microrobot pourra être utilisé dans l'exploration d'environnements confinés, dans le microconvoyage ou pour l'auto-implantation de fonctions dans des systèmes complexes.

Dans les ouvrages du Génie Civil, l'acier est couvert par un film protecteur constitué d'oxydes de fer. Une pénétration des agents agressifs externes peut déstabiliser ce film et provoquer l'initiation de la corrosion. Lorsque la couche des oxydes s'épaissit du fait de la corrosion métallique une réduction de la section d'acier, une perte de ductilité, une perte d'adhérence ou une fissuration du béton peuvent se produire. La capacité portante diminue et le mécanisme de ruine des éléments d'ouvrage peut changer. Le besoin est alors de comprendre des mécanismes de la corrosion afin de réaliser une ré-évaluation de la durée de vie des ouvrages en béton armé soumis à la corrosion
In the reinforced concrete structures, by nature, the reinforcing steel is covered with a protective film consisted of iron oxides. Penetration of aggressive externat agents can destabilize the film and initiale corrosion. When the layer of corrosion products grows around of the steel, loss of the rebat cross-section which is transformed into rust, decrease of rebat ductility, cracking and delamination of the concrete and loss of bond between concrete and reinforcement can be observed. The mechanical load capacity decreases and the ruin mechanism of concrete structures can change. The necessity is Io understand phenomena due to corrosion in order to perform a re-evaluation of the service lifetime of the reinforced concrete structures attacked by the corrosion

Les sols latéritiques compactés sont très largement employés comme remblais et matériaux de construction routière dans la plupart des pays tropicaux. Certaines caractéristiques techniques habituelles, sont déjà bien connues et ont fait l'objet d'études antérieures. Le travail actuel porte sur l'examen plus détaillé du comportement mécanique de trois graveleux latéritiques du Sénégal occidental compactes à l'optimum Proctor modifié. L'étude commence par une partie bibliographique qui traite de la formation et de la genèse des sols résiduels tropicaux. Par la suite, on aborde l'utilisation de ce matériau dans les travaux routiers, les différentes spécifications routières qui existent sur ce genre de sols et enfin quelques études faites sur les moyens de leurs identifications géotechniques et la connaissance de leurs propriétés geomécaniques. La deuxième partie du travail est consacrée à une étude statistique sur une banque de données géotechniques. Cette étude dégage d'abord des généralités sur les latérites du Sénégal et aboutit par une analyse de données statistiques qui conclut par la proposition de nouvelles spécifications routières avec les graveleux latéritiques du Sénégal. L'étude des interconnexions simples et multiples avec le CBR (recherches de corrélations entre le CBR et les caractéristiques physiques d'identification), montre que le facteur de portance est indépendant des autres caractéristiques. Une bonne évaluation de l'indice CBR passerait par une meilleure connaissance des qualités mécaniques de ces sols. La troisième partie de la thèse est expérimentale. Nous avons utilisé trois sols latéritiques compactés à l'optimum Proctor modifié et pour lesquels des essais triaxiaux ciu ont été faits sous des sollicitations monotones et cycliques. Une évaluation préliminaire a été faite à la boite de cisaillement de grande taille et montre des pertes de caractéristiques mécaniques en passant de l'état non imbibé à l'état imbibé, selon les conditions de l'essai CBR. Le comportement des sols est différent selon que l'on soit sous faibles contraintes (50 à 150 kpa) ou sous grandes contraintes (200 à 600 kpa), ce phénomène étant lié aux paramètres d'état initiaux. L'approche sous chargements répétés a montre que ces sols sont assez performants dans les conditions de variation de teneur en eau faible

En conception mecanique, l'analyse du processus de conception permet d'exprimer une solution technologique non dimensionnee sous forme d'un probleme d'optimisation appele probleme de conception optimale. Ces problemes sont non-lineaires, fortement contraints, en variables mixtes (continues, entieres, discretes). Ils contiennent generalement des parametres discrets normalises, dependant des variables discretes, qui empechent de traiter ces variables comme des variables continues. Ce travail est consacre a la recherche de methodes de resolution permettant de traiter les problemes de conception optimale. Compte tenu des difficultes de ces problemes, nous nous sommes orientes vers des algorithmes evolutionnaires : l'algorithme genetique et la strategie evolutionnaire. Ceux-ci necessitant le choix d'operateurs genetiques, nous avons recherche les meilleurs operateurs de chaque algorithme pour la classe des problemes de conception optimale. La strategie evolutionnaire est apparue ici plus performante que l'algorithme genetique. Ces deux methodes ont permis de resoudre des problemes difficiles de conception optimale mais avec un nombre eleve d'evaluations. Afin de diminuer ce cout, nous avons couple la strategie evolutionnaire avec des methodes deterministes. Nous avons presente un premier couplage en serie, base sur l'utilisation sequentielle de la strategie evolutionnaire et de la methode du lagrangien augmente, puis un deuxieme couplage, utilisant en parallele des principes evolutionnaires pour l'evolution des variables discretes et des principes deterministes pour l'evolution des variables continues. Ce dernier s'est montre plus performant que la strategie evolutionnaire, en particulier lorsque les fonctions du probleme de conception optimale sont monotones. Pour la classe des problemes de conception optimale, la strategie evolutionnaire et le couplage parallele sont donc deux outils robustes. Le concepteur choisira l'un ou l'autre en fonction du probleme a traiter.

Dans ce mémoire, nous avons développé une méthode de classification basée sur la définition de mesure de ressemblances, des critères de classification et d'agrégation et sur des algorithmes de structure hiérarchique arborescente. Cette méthode est conçue sous forme d'un logiciel de classification automatique ascendante des données industrielles de production (C. A2. D. I. ). Ce logiciel est structuré en cinq modules complémentaires et offre la possibilité de traiter des données hétérogènes complètes ou non (codes, gammes ou l'ensemble des deux) ainsi que de grands tableaux de variables qualitatives et quantitatives. Il permet d'affecter des pondérations aux variables et aux individus. Le choix du nombre de classes est laissé à l'initiative de l'utilisateur. Le logiciel génère des partitions sur les codes, les gammes, les codes et les gammes ou sur les formes fortes et contribue à l'interprétation de ces partitions à l'aide de tableaux de fréquences. Les exemples industriels traités ont montré l'efficacité de la méthode de classification retenue et l'intérêt de prendre en compte plusieurs types de données à la fois

Dense wavelength division multiplexing (DWDM) is becoming the technology of choice for meeting the increasing bandwidth demands in optical networks. DWDM has been used to increase the capacity of long-haul optical transport systems. Efforts are being made to move DWDM into the broadband access network serving residential and business subscribers. First, a new centralized DWDM PON scheme is demonstrated for bi-directional upstream and downstream transmissions. The proposed DWDM PON scheme is implemented using optical carrier suppression and separation (OCSS) technology to generate a wavelength pair from a single laser source at the central office. This method enables the co-location of both upstream and downstream DWDM transmitters in the central office. In addition, the complexity, cost, and maintenance of the optical network unit are reduced by enabling wavelength independent operation. Second, a new multistage architecture is proposed for the delivery of information to groups of subscribers located at different distances from the central office. A 25 GHz DWDM comb is generated using OCSS technology, and error-free transmission of four 10 Gbps channels is demonstrated. Finally, a new wide area access network with bi-directional DWDM amplification using semiconductor optical amplifiers (SOAs) is demonstrated. The detrimental effect of SOA crosstalk resulting from cross gain modulation can be suppressed using a constant intensity modulation format such as differential phase shift keying (DPSK). The feasibiity of bi-directional DPSK transmission of 16 interleaved DWDM channels using an in-line SOA has been studied experimentally. In addition, the reduction of bi-directional SOA reflections has been realized by optimizing the SOA bias current and facet reflectivities.

Les premières charpentes à chevrons formant fermes dont on a gardé en France des traces datent du XIème siècle. Ce principe va se maintenir jusqu'au XVIIème siècle, pour disparaître ensuite totalement. Leur dispositif morphologique change progressivement avec le temps. L'objectif de ce travail est de contribuer à comprendre les déterminants de cette évolution. Nous proposons deux explications à ces transformations : l'une repose sur l'évolution des connaissances en mécanique des structures. En sélectionnant des spécimens représentatifs des jalons identifiés par nos prédécesseurs, nous utilisons une modélisation numérique de ces structures hyperstatiques pour mieux comprendre le rôle précis jouée par les différentes pièces de la charpente. Les études comparées mettent ainsi en évidence un lent processus d'innovation où alternent des phases d'adaptation morphologiques conjoncturelles et la prise en compte d'une nouvelle connaissance mécanique induite par ces évolutions. L'autre prend en compte la problématique du levage de ces charpentes. En reconstituant certains spécimens remarquables et en étudiant leur mise en place, à l'aide de dispositifs de levage représentatifs de ceux utilisés à cette époque, nous cherchons à préciser la plausibilité de certains scénarios et les séquences opérationnelles associées. Les résultats invalident certaines hypothèses et en particulier, celle d'un assemblage des fermes au niveau du sol avant de les hisser sur les murs. Les premiers dispositifs longitudinaux reliant deux fermes principales apparaissent aussi comme une aide au levage : ils facilitent le travail en hauteur et permettent une mise en place simplifiée des chevrons
The earliest wooden rafter trusses in France can be traced back from the 11th century. Their morphology progressively changes in time until the 17th century, after which it disappears completely. This research is meant to be a contribution towards the understanding of the possible origins of such an evolution. Two explanations are proposed :the first one is based on the accumulation of knowledge in structural mechanics of the carpenters. Considering a selection of specimens that are representative of major milestones identified by previous authors, a numerical modelling of these hyperstatic structures is implemented so as to understand better the precise role played by the different elements of the framework. Comparative studies highlight a slow evolutionary process in which phases of situational shape adaptation alternate with periods of implementation of new knowledge extracted from these experimentations. The second explanation takes into account the problems related to the erection of the frames. Through reconstructions of remarkable specimens and the simulation of the assembly process using representative lifting devices, the credibility of a number of scenarios and operational sequences are evaluated. The results invalidate several assumptions and in particular, that of an assembly at ground level preceding the lifting into place. Furthermore, the first longitudinal systems connecting two principal trusses appear as an aid to the construction process: these facilitate safer in-situ operations and allow an easier assembly of the rafters

Cette étude vise à contribuer au développement d’un produit de construction à faible impact environnemental utilisant la terre crue. Pour cela, le comportement hygro-mécanique de la terre crue compressée à haute pression par une technique novatrice mise au point dans ce projet a été caractérisé. De plus, plusieurs méthodes de stabilisation ont été évaluées afin d’améliorer la durabilité de ce matériau, notamment vis-à-vis de l’érosion induite par l’eau. Une vaste campagne d’essais expérimentaux a été menée sur ces matériaux stabilisés ou non, à deux échelles différentes : les caractérisations des échantillons cylindriques (petite échelle) ont tout d’abord permis de sélectionner la formulation optimale. Par la suite, les tests menés à grande échelle sur les briques de terre compressée ont contribué à développer un produit pour la construction. Une nouvelle technique de fabrication basée sur l’application d’une contrainte de compactage très élevée (hyper-compactage) a été mise au point. Son objectif principal est d’augmenter la densité du matériau afin d’améliorer ses performances mécaniques. Les échantillons compactés par la méthode proposée présentent une densité sèche d’environ 2320 kg/m3, ce qui représente la valeur la plus élevée jamais enregistrée dans la littérature pour une terre non stabilisée. Les effets de la contrainte de compactage sur la microstructure du matériau ont été analysés par intrusion au mercure et adsorption d’azote liquide. Les résultats montrent que l’augmentation de la contrainte de compactage réduit la porosité du matériau, majoritairement les grands pores inter-agrégats. Cependant, le compactage mécanique influence peu les petits pores intra-agrégats. L'approfondissement de la caractérisation des propriétés microstructurales des échantillons stabilisés constitue un développement intéressant de ce travail. La résistance et la rigidité des échantillons non stabilisés et stabilisés ont été mesurées. Ces essais mécaniques confirment que la méthode d'hyper-compactage permet d’améliorer grandement la réponse mécanique du matériau par rapport aux techniques de fabrication existantes. Ainsi, les briques réalisées présentent une résistance en compression comparable à celle-là des matériaux traditionnels de construction (e.g. terre stabilisée et briques en terre cuite). Pour compléter cette étude, des essais mécaniques à l’échelle paroi sont à mener. Le comportement hygroscopique des échantillons stabilisés et non stabilisés a été analysé par la mesure du paramètre MBV (i.e. Moisture Buffering Value), qui traduit la capacité d’échange avec la vapeur d’eau. Il s'avère que la terre non stabilisée possède une excellente capacité à absorber et relarguer l’humidité ambiante. Cette capacité est, par contre, réduite pour les échantillons stabilisés testés dans le cadre de cette étude. La caractérisation du comportement thermique de la terre compressée à haute pression ainsi que l’analyse expérimentale des transferts thermo-hygroscopiques à l’échelle paroi représentent deux compléments d'étude afin de préciser le comportement hygroscopique d'un mur à base de terre crue. Enfin, la durabilité par rapport à l’érosion induite par l’eau des briques stabilisées et non stabilisées a été estimée à travers les essais d’immersion, de succion et de contact qui sont prévus par la norme DIN 18945 (2013). Les briques stabilisées montrent une meilleure résistance à l’eau par rapport aux briques non stabilisées. Toutefois, des études supplémentaires sont nécessaires pour améliorer les méthodes de stabilisation garantissant la durabilité dans le cas d'applications structurelles exposées aux intempéries, tout en maintenant de bonnes performances hygro-mécaniques et un faible impact environnemental
The present work explores the hygro-mechanical behaviour of a raw earth material and investigates different stabilisation techniques to improve the durability of the material against water erosion. An extensive campaign of laboratory tests was performed on both unstabilised and stabilised materials at two different scales: small cylindrical samples and large bricks. An innovative manufacturing method based on the application of very high compaction pressures (hypercompaction) was proposed. Also, the compaction load was maintained constant for a sufficient period of time to allow soil consolidation. The main objective was to increase material density, thus improving mechanical performance. Samples compacted with the proposed method exhibited a dry density of about 2320 kg/m3, which is the highest value registered in the literature for an unstabilised earthen material. The effect of the compaction pressure on the material fabric was assessed by means of mercury intrusion porosimetry and nitrogen adsorption tests. Results showed that the increase of compaction pressure reduced material porosity with major effects on large inter-aggregate pores. On the contrary, small intra-aggregate pores were not affected by the mechanical compaction. Mechanical tests were then performed to measure stiffness and strength of both unstabilised and stabilised samples. These tests demonstrated that hypercompaction can largely improve the mechanical response of the material over conventional manufacturing methods. Hypercompacted bricks showed a compressive strength comparable with that of traditional building materials, such as stabilised compressed earth and fired bricks. The hygroscopic behaviour of both unstabilised and stabilised samples was investigated. The capacity of the samples to absorb/release water vapour was assessed by measuring their moisture buffering value (MBV). Results showed that unstabilised earth has an excellent capacity to buffer ambient humidity. This capacity was significantly reduced by the different stabilisation techniques tested in the present work. Finally, the durability against water erosion of both unstabilised and stabilised bricks was assessed by performing different tests prescribed by the norm DIN 18945 (2013). Stabilised bricks exhibited a higher resistance against water erosion compared to unstabilised bricks. Still, these materials cannot be adopted for structural applications exposed to natural weathering as indicated by the norm DIN 18945 (2013). Therefore, further investigation is required to identify novel stabilisation methods that can balance the needs of sustainability, durability, moisture buffering and mechanical performance

Afin d’étudier la question de l’usure du genou et de la douleur lors du développement de l’arthrose, relié à la fois aux pressions sur les cartilages et la stabilité du genou, un modèle de l’articulation du genou a été créé. Cette étude propose une approche mixte, utilisant à la fois des imageries médicales (IRM, système EOS) et un capteur de force en conjonction avec un modèle EF. Deux modèles EF ont été créés ici, se focalisant sur la stabilité passive du genou lors de la recréation d’un processus expérimental : la décomposition en 4 images EOS statiques du mouvement de montée de marche d’escalier. Pour ce faire, un modèle géométrique du genou du sujet a été recalé sur la position physiologique des os obtenue par les images EOS. Les conditions aux limites expérimentales ont été ajoutées et la simulation numérique a été menée jusqu’à ce que l’équilibre mécanique global soit atteint. Ensuite la position simulée des os a pu être comparée avec la position expérimentale, et les surfaces de pression et les contraintes dans les ligaments été obtenues.Pour des angles de flexion faibles les modèles montrent une très bonne concordance avec les données expérimentales mesurées, les os étant dans leur position physiologique une fois l’équilibre mécanique atteint. Les résultats pour des angles de flexion plus importants restent satisfaisants et sont prometteurs, indiquant des pistes claires d’amélioration du modèle
Knee degradation and pain when developing osteoarthritis are strongly related not only to the pressure on the cartilage, but also to the knee stability and to the subsequent loadings on the ligaments. Here, we propose a mixed approach, both using medical imaging (MRI, EOS X-ray system) and force platform in conjunction with a finite element model.Two finite element model were created, focusing on the passive stability of the knee while modelling an experiment: the acquisition of the movement of climbing a step decomposed in 4 static EOS images. To do so, a geometric model of the subject’s knee have been fused on the bone physiological positions obtained by EOS imaging. The FEA was carried out according to the experimental boundary conditions so as to ensure the global knee mechanical equilibrium. This allow the model to be validated by comparing its numerical results with the EOS data. This model will reveal the roles of the ligaments during the knee flexion and give pressure maps on the cartilages.For low flexion angles, both models’ results concord well with the experimental data: the bones are in their physiological position once the mechanical equilibrium reached. For higher flexion angles the results are satisfying and promising, showing clear ways to improve the models

L’utilisation de procédés de mise en forme de tôles minces (emboutissage, hydroformage, formage incrémental, …) est très répandue dans l’industrie. L’amélioration de la prédiction des outils de simulation numérique passe par une identification précise de la loi de comportement et des limites de formabilité du matériau constituant la tôle. Pour cela, il est souhaitable d’étudier le comportement des tôles minces sous des états de chargements proches de ceux rencontrés dans le procédé de mise en forme. A cet effet, l’essai de traction biaxial dans le plan de la tôle a été retenu parmi d’autres techniques de sollicitations biaxiales. Dans cette étude, un banc d’essais de traction biaxiale est développé avec pour objectif d’identifier, à partir d’un même essai rhéologique, la loi de comportement et les limites de formabilité du matériau étudié sous sollicitations statiques ou dynamiques. Ce dispositif expérimental est composé de quatre vérins hydrauliques disposés horizontalement. La capacité de chaque vérin est de 50kN, la vitesse de déplacement sur chaque axe peut atteindre 2m/s. Le pilotage permet d’imposer des rapports de biaxialité linéaires et non-linéaires. Ces essais biaxiaux sont réalisés sur une éprouvette plane dite « éprouvette cruciforme ». La géométrie optimale de celle-ci est définie à partir d’une étude paramétrique réalisée sur différentes formes d’éprouvettes cruciformes issues de la littérature. La difficulté principale dans la définition de cette géométrie est de s’assurer de l’apparition de la striction localisée au centre de l’éprouvette afin de maîtriser le chemin de déformation imposé par le déplacement des vérins. Au cours de l’essai, la zone centrale de l’éprouvette est filmée et une technique de corrélation d’image est ensuite utilisée en post-traitement pour obtenir le champ de déformation dans l’éprouvette. Par la suite, la procédure expérimentale et la géométrie de l’éprouvette sont validées à partir d’une campagne d’essais réalisée sur un alliage d’aluminium AA2017. Une procédure spécifique de détection de l’apparition de la striction localisée pour cette forme d’éprouvette est définie. Une campagne expérimentale est menée sur une tôle en alliage d’aluminium AA5086. La courbe limite de formage (CLF) expérimentale de cette tôle est établie à partir de la procédure définie précédemment. Enfin, les courbes forces/déplacements expérimentales sont utilisées afin d’identifier une loi de comportement par méthode inverse à partir d’un modèle éléments finis (EF) de l’essai biaxial. L’intérêt d’intégrer une grandeur locale dans la procédure d’identification de la loi rhéologique est présenté. La loi de comportement identifiée est ensuite implémentée dans le modèle EF de l’essai de traction biaxial afin de déterminer la CLF numérique du matériau étudié. Les CLF expérimentale et numérique définies à partir de l’essai de traction biaxial sont comparées à celle obtenue sur le même matériau par un dispositif d’essais de type Marciniak
Sheet metal forming processes (stamping, hydroforming, incremental forming,. . . ) are currently used in the industry. Improving the prediction of numerical simulation tools requires an accurate identification of behavior law and formability limits of the sheet material. These material properties must be identified under conditions close to those encountered in the considered forming processes. For this purpose, the biaxial tensile test in the plane of the sheet has been selected among other techniques of biaxial solicitation. In this study, a biaxial testing apparatus is developed with the aim of identifying, from one rheological test, the behavior law and the formability limits of the studied material under static or dynamic solicitations. The experimental device is a servo-hydraulic testing machine provided with four hydraulic actuators in a horizontal configuration. The capacity of each actuator is 50kN, the speed on each axis can reach 2m/s. Linear and nonlinear loading paths can be applied. The biaxial tests were performed on a flat specimen called « cruciform specimen ». The optimum geometry of this one is defined from a parametric study on different shapes of cruciform specimens used in previous works. The main difficulty to design an appropriate cruciform specimen shape is to ensure the onset of localized necking in the central zone of the specimen to control the strain path imposed by the displacement of the actuators. During testing, the central area of the specimen is filmed and an image correlation technique is used to obtain the deformation field in the specimen. Thereafter, the experimental procedure and the geometry of the specimen are validated by mean of experimental tests on an aluminum alloy AA2017. A specific procedure for detecting the onset of localized necking on the cruciform specimen is then proposed. An aluminum alloy AA5086 sheet is then studied from experimental investigations. The experimental forming limit curve (FLC) of this sheet is then established from the procedure defined above. The experimental curves force/displacement are used to identify a constitutive law by inverse method using a finite element model (EF) of the biaxial tensile test. The use of a local measure of the deformation in the identification process of the rheological law is then presented. The behavior law is identified and implemented in the FE model of the biaxial tensile test to determine the numerical FLC of the studied material. Finally, the experimental and numerical FLC are compared to the one obtained on the same material by a Marciniak testing device

Cette étude concerne la modélisation du béton sous sollicitation de dynamique rapide. Il s'agit de prendre en compte un phénomène important observé dans les essais expérimentaux : l' effet de vitesse. La résistance apparente d'une éprouvette augmente lorsque la vitesse de sollicitation croît. Cette sensibilité à la vitesse de déformation est alors modélisée par une approche viscoplastique. Une viscosité de type Duvaut-Lions est introduite dans un modèle plastique. La description de la compression et la traction repose sur la construction d'un critère composé de deux surfaces ; un Rankine pour la traction et un Drucker-Prager pour la compression. Par ailleurs, le comportement du matériau béton étant supposé décrire un régime adoucissant en phase de rupture, une étude est nécessaire afin de vérifier que le problème est bien posé. La viscoplasticité joue le rôle de limiteur de localisation. Ainsi, on vérifie que les équations qui régissent 1' équilibre préservent leur caractère hyperbolique à 1 'amorce de régime adoucissant. Les bases d'un modèle de viscoplasticité étant posées, une validation du comportement statique est réalisée sur plusieurs simulations de structures. Enfin, une analyse numérique de 1 'effet de vitesse par le biais de l'essai de compression à la technique des barres de Hopkinson fait l'objet d'une discussion. Et la simulation de plusieurs structures soumises à sollicitation de dynamique rapide permet de mettre en exergue les limites du modèle. En fonction des points finis et des points faibles observés, une orientation sur les développements à venir est proposée.

Une etude theorique des grandes deformations elastiques, c'est-a-dire dont l'amplitude est superieure a l'epaisseur de la piece deformee, a ete entreprise dans le cadre de l'optique active afin d'accroitre les possibilites d'utilisation de cette technique. Cette etude prend en compte les deformations de la surface mediane d'un miroir soumis a une charge ou une force centrale, ainsi que les contraintes associees. La resolution numerique des equations d'equilibre d'un tel miroir nous a notamment permis de determiner la limite de validite de la theorie des faibles deformations. Un code de calcul specifique a ete elabore afin de calculer la distribution d'epaisseur d'un miroir permettant d'engendrer une deformation particuliere. Les profils necessaires a l'obtention d'une flexion purement parabolique ont ainsi ete determines dans deux cas de charges exterieures. De tels miroirs a courbure fortement variable, pouvant passer de la forme plane a des rapports d'ouverture de l'ordre de f/2, sont le seul moyen pratique de compenser le champ des futurs interferometres geants tels que le very large telescope interferometer. Ils constituent le cur meme des lignes a retard a il de chat, leur rayon de courbure variant continument pendant le deplacement du systeme. Du fait de la grande flexibilite demandee, les alliages metalliques a la fois tres lineaires et de haute limite elastique sont les seuls materiaux utilisables. La realisation de ces miroirs a courbure variable en acier inoxydable est abordee en detail, ainsi que les resultats des premiers tests de qualification d'un prototype. La comparaison entre la phase experimentale et les predictions theoriques nous permet ainsi de valider le modele numerique utilise

Le gisement polymétallique de Hajar, exploité par la Compagnie Minière des Guemassa (filiale du groupe ONA), se présente sous la forme d'un amas plongeant vers le nord-est (NE), avec un pendage de l'ordre de 55 à 65, et d'extension nord-ouest, sud-est (NO-SE). Il s'agit d'un amas massif qui présente dans ses zones les plus étendues des surfaces supérieures à 16000 m#2 avec des puissances apparentes dans la direction nord-est, sud-ouest (NE-SO), pouvant atteindre 100 m et une extension longitudinale pouvant aller jusqu’à 300 m dans la direction NO-SE. Cet amas est encaissé dans des terrains d'âge viséen dans le massif des Guemassa. Situé entre 120 et 400 m de profondeur, il est totalement aveugle et recouvert par 100 à 120 m de terrains tertiaires de type conglomérats. La partie sulfurée, en cours d'exploitation par la méthode tmr + tmr, est située sous une couverture de 180 m. Le succès de cette méthode repose sur la stabilité des piliers de remblai cimenté au cours de l'exploitation. Compte tenu de la complexité de cette structure, la répartition des efforts sur les piliers de minerai et/ou remblai et les terrains de bordure est un problème tridimensionnel. Ce travail, traitant de l'étude du comportement mécanique des terrains lors de l'exploitation de l'amas de Hajar, est articulé en deux parties : dans une première partie, on s'intéresse à l'expérimentation in situ, menée tout au long de ce travail. Il s'agit de mesures d'expansion des terrains situés aux couronnes des chambres d'exploitation et au toit de la minéralisation et de mesures des contraintes à l'aide de la technique du vérin plat et de pressiomètres noyés dans le remblai cimenté. Les mesures enregistrées sont confrontées aux prévisions des modèles numériques utilisés pour simuler l'exploitation. Dans la seconde partie, on présente une méthodologie originale, mise au point pour élaborer un modèle numérique tridimensionnel du gisement de Hajar. Intégrant quatre logiciels (gocad#$$, delos, xmaille et viplef3d), elle est opérationnelle et peut-être utilisée avec succès pour d'autres exploitations nécessitant une modélisation tridimensionnelle. Le modèle 3d a été élaboré en tenant compte du découpage du gisement et des coupes géologiques horizontales du gisement. Il a été mis en œuvre pour analyser, entre autres, l’évolution de la répartition des charges sur les différents éléments de cette structure et particulièrement les piliers de remblai cimenté. Les résultats obtenus sont conformes aux mesures des contraintes réalisées à l'aide de la technique du vérin plat. En revanche, ils sont nettement inférieurs aux prévisions de modèle bidimensionnel.

Analyse des dechets susceptibles d'utilisation et definition des criteres de choix. Etudes experimentales sur appareils de grande dimension (essais triaxiaux et a la boite), montrant l'apparition d'une pseudo-cohesion, quantifiee theoriquement. Etude experimentale de la poussee d'un massif renforce sur un ecran, sur modele reduit analogue a rouleaux de schneebeli, avec interpretation theorique de la diminution de la poussee

Optical networks with Wavelength Division Multiplexing (WDM) technology provide huge bandwidth to meet the ever-increasing traffic demand of the next generation Internet. But the high-speed nature of WDM networks also makes the network more vulnerable to failures. Even a single network failure for a very short duration can result in enormous loss of data. In this thesis, we concentrate on designing a survivable WDM network. In essence, survivability concerns two important aspects, fast fault detection and localization, and fast fault recovery. We first study fast fault detection and localization in WDM optical networks. Our work is based on the notion of monitoring cycle (m-cycle). Compared with other fault detection schemes, an m-cycle based fault detection scheme provides fast fault detection and requires less number of expensive monitors. Aiming at further cutting down the implementation cost, we propose the notion of super monitor. Instead of having a dedicated monitor for each m-cycle, a single super monitor can be placed at the junction of a set of overlapped m-cycles. In this thesis, we formulate and solve the monitor placement problem. We then focus on enhancing the capacity efficiency of fast fault recovery schemes. Shared backup path protection (SBPP) schemes can provide 100% protection against any single link failure. This is achieved by establishing a pair of link-disjoint active and backup paths upon each call arrival. The bandwidth on different backup paths can be shared for protecting different calls. In this thesis, a new SBPP scheme is designed based on a two-step routing approach, where the active and backup paths are sequentially optimized with different objectives in mind. We then shift our focus to design fast protection scheme for multicast/broadcast communications. To this end, we refine the existing concept of blue/red tree. Blue/red tree is a pair of spanning trees where the connectivity between the root and any destination node is ensured upon a network failure. In particular, two efficient integer linear programs (ILPs) are formulated for finding the optimal blue/red trees. Last but not the least, we investigate the survivability in IP networks. We notice that existing efforts on IP fast reroute (IPFRR) are effective in enhancing the IP resilience. But the impact of IPFRR on the end-to-end TCP performance is ignored. Notably, path rerouting can interfere with the TCP congestion control mechanism and thus cause severe throughput degradation. To address this problem, we propose a duplicate acknowledgement (ACK) suppression scheme. The key idea is to detect whether an out-of-order packet arrival event is due to IPFRR or not. If it is due to IPFRR, duplicate ACKs triggered will be suppressed by the TCP receiver so as not to cause unnecessary slow down at the TCP sender.
published_or_final_version
Electrical and Electronic Engineering
Doctoral
Doctor of Philosophy

Detta examensarbete har handlar om att ta fram kvalitetssäkringsrutiner för induktiva värmebehandlingsmetoder mot det nya mätlabbet i samband att kvalitetssäkra produktionen av drivaxlar på Volvo Component Division. Uppgiften betyder att visa hur kvalitetssäkringen av både processen och tillverkningen ska ske genom att förebygga att fel uppstår. Huvudsaken är inte hur problemet blir löst, istället kommer koncentration lagts på metoden.

 

Det övergripande syftet med examensarbetet är att försöka hjälpa personalen i företaget komma fram till förslag och konkreta resultat i form av kvalitetssäkringsrutiner för att förbättra både produktionen och den befintliga produktutvecklingsprocessen.

Främsta målet är att bygga upp en fungerande kvalitetssäkring av induktiv värmebehandling inom Component Division genom att ta fram kvalitetssäkringsrutiner som stödjer metoden. Dessa rutiner skall bygga på önskemål från kunden, detta framför allt i form av beställningsblanketter, instruktioner och checklistor.

 

Volvo Construction Equipment AB Component Division Eskilstuna arbetar idag med en kontinuerlig process- och produktförbättring med avseende på att förebygga eventuella kvalitetsbristerna. Meningen är att man i samband med den nya utbyggnaden av fabriken, nya maskiner och ny utrustning också ska bygga ett nytt materiallabb där materialprovbitar skall kunna skickas in av operatören/teknikern för olika kvalitetsundersökningar.

I dagsläget har man börjat producera drivaxlar enligt den nya flödesgruppen vars förutsättning är att artiklarna skall tillverkas från råämne till monteringsklara detaljer. För att få ut ett smidigt produktionsflöde och optimera produktionen inom flödesgruppen måste alla parametrar och faktorer stämma på båda sidorna. Detta fås genom ständiga förbättringar samt statistiska styrningar av processen genom kontroller, underhåll och uppföljningar.

 

Examensarbetet har till följd därav resulterat i instruktioner som beskriver kontrolleringar och provtagningar av värmebehandlade artiklar i cell07 som en åtgärd för att bygga en fungerande kvalitetssäkring av induktionshärdade artiklar på CMP. För att detta kvalitetsarbete skall ge resultat bör operationsbeskrivningen mätinstruktioner följas av samtliga på avdelningen.

Därför är det viktigt att när ett kvalitetsproblem väl har identifierats skall nästa steg vara att gå vidare med att försöka bena ut orsakerna till problemet och hitta lösningar till dessa för att undvika eller förebygga att samma sak händer nästa gång.

 

Dans le but de caractériser les propriétés de frottement d’un contact matériau cimentaire à l’état frais et une paroi métallique, indéformable en mouvement, nous avons été amenés à développer et fiabiliser un tribomètre pion sur plan à oscillation harmonique. Cet instrument de mesure est ensuite utilisé pour étudier les propriétés tribologiques d’échantillons normalement consolidés. La gamme de chargement normal est comprise entre 21,7 kPa et 358 kPa. La gamme de vitesse de glissement est comprise entre 10-3 m/s et 10-1 m/s. La gamme de rugosité de type aspérité (Ra) est comprise entre 0,52 et 100 µm. Cette étude permet d’aboutir à la formulation d’une loi de frottement. Enfin, une partie du travail est consacrée à l’étude et au contrôle de la réduction du frottement pariétal en ayant recours à une technique de polarisation électrique
The tribological properties of cement based material and rigid metallic wall are studied. The range of normal stress is 21,7 – 358 kPa. The range of slip velocity is 10-3 – 10-1 m/s. The roughness is characterised by the Ra indicator and the analysed range is 0. 52 – 100 µm. Thus, the average structure of the material is taken into account in the study. This experimental study is realised by mean a tribometer. Such device is developed and validated in the laboratory. Finally, the wall friction reduction is studied and an electrical technique is used. Such technique induces the interface lubrication. The control of the lubrication regime was studied

L'usage d'humains virtuels s'est démocratisé à de nombreuses activités ces dernières années.Au-delà de la chirurgie virtuelle, les corps virtuels sont de plus en plus utilisés pour concevoir des dispositifs médicaux, des véhicules et des outils de notre quotidien plus généralement.Ils se sont avérés être également d'extraordinaires supports à l'apprentissage de l'anatomie.De récents films (Avatar, Le seigneur des anneaux, etc) ont démontré que l'anatomie et la biomécanique peuvent être utilisées pour concevoir des personnages d'une grande qualité.Cependant, reproduire le comportement des structures anatomiques demeure une tâche complexe, et de nombreuses connaissances variées sont nécéssaires à la mise en place de simulation de qualité de nos organes. Ceci fait de la modélisation pour la simulation d'humains une problématique non résolue, une tâche fastidieuse, mais également un sujet de recherche fascinant.À travers ces travaux de thèse, nous abordons cette problématique de la construction de systèmes musculo-squeletiques pour ces domaines variés : animation, biomécanique et aide à l'apprentissage.Notre objectif est de simplifier le processus entier de création en le rendant plus intuitif et plus rapide.Notre approche consiste à pallier à chacune des difficultés, à savoir : la représentation et la manipulation de connaissances anatomiques, la modélisation géométrique et la simulation efficace de systèmes musculosquelettiques grâce à trois principalescontributions introduites durant ces travaux de recherche.Notre première contribution se focalise sur la construction biomécanique d'un modèle hybride du rachis lombaire.Dans ces travaux, nous montrons que les approches hybrides combinant des systèmes de corps rigides et des modèles éléments finis permettent d'obtenir des simulations en temps intéractifs, précises, et respectant les principes de l'anatomie et de la mécanique.Notre seconde contribution s'intéresse aux problématiques liées à la complexité des connaissances anatomiques, physiologiques et fonctionnelles. En se basant sur une ontologie de l'anatomie et une ontologie inédite de la physiologie humaine, nous introduisonsun pipeline pour la construction automatique de modèles simulant les fonctions de nos organes.Celles-ci permettent d'exploiter les connaissances anatomiques complexes via des requêtes simples.Les sorties de ces requêtes sont utilisées pour créer des modèles simulables retranscrivant les aspects fonctionnels tels qu'ils ont été formalisés et décrits par les anatomistes.Enfin, notre troisième contribution : le transfert d'anatomie, permet d'adapter les modèles géométriques et mécaniques à la morphologie de patients spécifiques.Cette nouvelle méthode de recalage permet de reconstruire automatiquement l'anatomie interne d'un personnage défini par sa peau en transférant les organes d'un personnage de référence.Elle permet de pallier à la nécessité de re-construire ces géometries pour chaque nouvelle simulation, et contribue ainsi à accélérer la mise en place de simulations spécifiques à une grande variété d'individus de morphologie différente
The use of virtual humans has spread in various activities in recent years.Beyond virtual surgery, virtual bodies are increasingly used to design medical devices, vehicles, and daily life hardware more generally.They also turn out to be extraordinary supports to learn anatomy.Recent movies (Avatar, Lord of the Rings, etc) demonstrated that anatomy and biomechanics can be used to design high-quality characters.However, reproducing the behavior of anatomical structures remains a complex task, and a great amount and variety of knowledge is necessary for setting up high quality simulations.This makes the modeling of human body for simulation purposes an open problem, a tedious task, but also a fascinating research subject.Through this PhD, we address the problem of the construction of biomechanical models of the musculoskeletal systems for several domains : animation, biomechanics and teaching.Our goal is to simplify the entire process of model design by making it more intuitive and faster.Our approach is to address each difficulty : the representation and use of anatomical knowledge, the geometrical modeling and the efficient simulation of the musculoskeletal system thanks to three novel contributions introduced during these research works.Our first contribution focuses on the biomechanical construction of a hybrid model of lumbar spine.In this work, we show that hybrid approaches that combine both rigid body systems and finite element models allow interactive simulations, accurate, while respecting the principles of anatomy and mechanics.Our second contribution addresses the problem of the complexity of anatomical, physiological and functional knowledge.Based on a novel ontology of anatomical functions of the human body, we introduce a novel pipeline to automatically build models that simulate physiological functions of our bodies.The ontology allows us to extract detailed knowledge using simple queries.The outputs of these queries are used to set up simulation models of the functional aspects as they were formalized and described by anatomists.Finally our third contribution, the anatomy transfer, allows the mapping of available geometrical and mechanical models to the morphology of any specific individual.This novel registration method enables the automatic construction of the internal anatomy of any character defined by his skin, by transferring organs from a reference character.It allows to overcome the need to re-construct these geometries for each new simulation, and it contributes to accelerate the simulations setup for a range of people with different morph