La contribution de l'aérodynamique pour le développement durable et sécuritaire dans l'automobile est présentée et argumentée à partir de travaux de recherche destinés à contrôler les écoulements pour réduire la consommation et améliorer la stabilité dynamique. Les résultats révèlent la complexité des phénomènes physiques et des problématiques à résoudre pour pouvoir agir sur les mécanismes d'apparition, de développement, d'interaction et de stabilité des structures tridimensionnelles décollées instationnaires. Cette complexité confirme la nécessité de développer des coopérations afin d'améliorer la compréhension des phénomènes physiques et rechercher des solutions qui permettent de contrôler des écoulements décollés associés ou non à des configurations transitoires.

Il existe en mécanique, de nombreuses méthodes de détermination des caractéristiques mécaniques des matériaux (jauges électriques, extensomètres mécaniques...). Les méthodes optiques apportent dans ce domaine un plus, notamment à cause de leur particularité d'être des méthodes de mesure sans contact. Cet article décrit la méthode de diffraction optique des réseaux appliquée à la détermination des caractéristiques mécaniques du polycarbonate, sollicité en traction uniaxiale en température pour des éprouvettes planes et à l'ambiante pour des éprouvettes cylindriques.

Sur le plan expérimental, l'analyse modale des structures non-linéaires est encore en butte à de nombreuses difficultés. Nous voulons montrer que l'utilisation exclusive de la transformée de Fourier unidimensionnelle ne permet pas d'obtenir les vraies fonctions de transfert nécessaires pour atteindre les fonctionnelles non-linéaires de Volterra. L'analyse jusqu'ici se cantonne dans la majorité des cas à l'obtention des valeurs propres de divers modes non-linéaires. Il est nécessaire d'obtenir par un moyen ou par un autre, les noyaux (ou réponses impulsionnelles) des fonctionnelles permettant d'évaluer les vecteurs propres correspondants. Nous utilisons la technique de multi-excitation pour déterminer les fonctionnelles non-linéaires.

Le modèle proposé s'inscrit dans le cadre d'une étude sur le comportement micromécanique métallurgique d'un alliage à mémoire de forme (AMF) Cu-Zn-Al durant la transformation martensitique et l'évolution microstructurale. Le modèle montre que la localisation de la déformation plastique après des sollicitations cycliques entraîne des modifications dans les propriétés mécaniques et thermiques. L'originalité du modèle permet de coupler entre les deux transformations de structures en montrant les mécanismes de déformation nécessaires lors des transformations.

Dans le cas d'un assemblage soudé, le niveau de contrainte admissible, vis-à-vis de la fatigue, dépend de la présence d'imperfections apportées par l'opération de soudage. L'augmentation de ce niveau de contrainte passe par une amélioration de la qualité de la soudure, en particulier, en limitant les défauts présents et en jouant sur la géométrie du cordon de soudure. Dans ces conditions, des gains supérieurs à 50 % sur la résistance à la fatigue peuvent être obtenus. Dans ce contexte, cet article a pour objectif, tout d'abord, de préciser les types d'imperfections à améliorer, ensuite, d'indiquer les méthodes d'évaluation de ces imperfections et de proposer des voies d'amélioration, enfin, de proposer des méthodes analytiques ou numériques, afin de prendre en compte la qualité de la soudure au stade de la conception des composants soudés. L'application de cette démarche de qualité conduit à la fois à des gains de fabrication, résultant d'une augmentation des niveaux de contraintes admissibles et à une meilleure maîtrise du procédé de soudage et donc à un accroissement de la fiabilité des produits.

Dans ce papier, nous élaborons une technique d'interprétation des ondes réfléchies. Cette technique est basée sur une approche analytique permettant de maîtriser la propagation pure d'une onde incidente et par suite d'interpréter toute information transportée par l'onde réfléchie. L'objectif essentiel de cette démarche est de développer une méthodologie pour la détermination des sites de réflexions telles que la localisation d'une jonction avec ou sans obstruction.

Nous présentons dans cet article une étude expérimentale de l'influence de la qualité de l'interface fibre/matrice sur le comportement en traction et en fluage jusqu'à rupture d'un polypropylène renforcé de 40 % en masse de fibres de verre courtes (soit 18,85 % de fraction volumique de fibres). Les essais de traction avec des taux de fibre de 20 et 30 % en masse montrent l'existence d'un plateau pour le matériau avec fibres non-traitées (absence d'ensimage) qui disparaît pour le taux de 40 % en masse. Également, ces essais de traction montrent, pour chaque type d'interface, l'existence de trois zones de comportement pour chaque matériau. La mesure de l'émission acoustique permet de quantifier les différents mécanismes d'endommagement et montre qu'il y a plus d'événements acoustiques pour le matériau avec fibres traitées. Des essais de fluage jusqu'à rupture sont entrepris avec la mesure de l'émission acoustique pour un taux de fibre de 40 % et montrent également plus d'événements acoustiques pour le matériau avec fibres traitées. Finalement on observe, à partir des résultats de l'émission acoustique, l'influence de la nature de la sollicitation sur les mécanismes d'endommagement et on constate qu'il y a plus d'événement lors des essais de fluage jusqu'à rupture.

La connaissance des efforts de coupe grâce à un modèle prédictif est très intéressante pour le choix de la puissance d'une machine-outil, des outils coupants, l'optimisation des conditions de coupe, le contrôle de l'apparition de vibrations, ou la surveillance d'outil "on-line". Cela permettrait de diminuer le nombre d'essais, et de déterminer la meilleure géométrie d'outil en fonction d'efforts limites fixés. L'objectif de cette étude est la prédiction de l'influence des angles de coupe et d'hélice sur les variations d'efforts de coupe, et de les intégrer dans une relation de coupe. Des essais ont été menés dans l'acier à moules X38 CrMoV 5 (AISI H11), avec des fraises carbure monobloc d'angles de coupe différents et à denture droite. Une configuration spécifique a été utilisée pour créer l'obliquité. Les efforts de coupe ont été mesurés à différentes avances. Les résultats ont permis de confirmer le modèle d'efforts de coupe et de l'appliquer sur des essais de fraisage proprement dits.

L'objectif de ce travail est l'étude du comportement à la fatigue cyclique de disques sollicités en compression diamétrale en biocéramiques orthopédiques d'alumine et de zircone (Al2O3, ZrO2) utilisées pour la conception des prothèses ostéo-articulaires. Nous étudions, grâce aux calculs numériques, l'état de contraintes sur un cotyle d'une prothèse totale de hanche en se basant sur les travaux de Pauwels [Pauwels, Biomécanique de la hanche saine et pathologique, principe, technique et résultats d'une thérapeutique causale, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1977]. La zone la plus sollicitée en contrainte de traction potentiellement à l'origine d'une rupture par fatigue est déterminée. Nous rassemblons des résultats sur la propagation et l'amorçage des fissures de fatigue sous chargement cyclique en compression sur des éprouvettes de simulation de type disque brésilien chargées en mode I et en mode mixte I+II.

Cette étude a pour objectif de présenter une méthode de mesure indirecte de la puissance de coupe pour une opération de contournage. Nous avons effectué une série d'essais sur une fraiseuse 5 axes Gambin 120CR équipée d'une broche à paliers magnétiques SMB30 développée par la société S2M, broche de 70 kW de puissance, tournant à 35 000 tr.min-1. L'originalité de notre travail porte sur la technique de mesure des efforts de coupe à partir de la mesure des courants de commande des deux paliers magnétiques de la broche. Cette méthode permet d'effectuer des mesures d'efforts au-delà de la plage de bon fonctionnement de la platine Kistler. Ces essais nous ont permis de valider notre méthode de mesure des efforts de coupe pour des paramètres outils variés (rayon de bec, diamètre, nombre de dents) et pour des conditions de coupe différentes (vitesse de coupe, vitesse d'avance, engagement axial et profondeur de passe), lors d'une opération de contournage en fraisage à grande vitesse. Pour chaque essai, nous trouvons un bon accord entre la puissance calculée à partir des mesures des efforts de coupe et la puissance consommée par le moteur de la broche.


Dans cet article, nous présentons une méthodologie numérique pour l'analyse des vibrations non-linéaires des plaques sandwich constituées d'une couche viscoélastique intercalée entre deux parements élastiques. Les modèles de von Karman pour les couches élastiques et de Mindlin pour la couche viscoélastique ont été adoptés. Cette méthode est basée sur une discrétisation par éléments finis et la technique de la balance harmonique couplée à la méthode de Galerkin à un mode. Ainsi, les vibrations non-linéaires des plaques sandwich viscoélastiques ont été modélisées par une simple équation d'amplitude complexe, qui est obtenue par le calcul numérique de deux coefficients complexes. Le premier coefficient permet d'estimer l'amortissement et la fréquence dans le cas linéaire, tandis que le second rend compte des effets non-linéaires en grands déplacements. Les formulations de la pulsation et du facteur de perte en fonction de l'amplitude ont été données analytiquement. Pour valider ce modèle, le calcul numérique d'amortissement dans les cas linéaire et non-linéaire et les courbes de réponses pour différentes structures sandwich viscoélastiques (poutres, plaques) ont été présentés et favorablement comparés à des résultats de la littérature et de l'expérience.

Une modélisation de l'indentation des structures sandwichs à peaux métallique et âme en nid d'abeille est présentée dans cette étude. Cette recherche s'effectue dans le cadre plus général de l'étude de l'impact basse vitesse/basse énergie sur les structures sandwichs en considérant que l'équivalence statique/dynamique est valable pour les structures et gammes d'impact étudiés. Le point-clef de la modélisation est de pouvoir représenter de manière simple et robuste numériquement le comportement non-linéaire du nid d'abeille à l'écrasement. Afin de décrire de manière plus explicite que dans la littérature les plissements du nid d'abeille constatés expérimentalement, une étude phénoménologique est d'abord réalisée. Il s'avère que le comportement à l'écrasement est piloté par les arêtes verticales de la structure cellulaire. Un modèle analytique simple d'indentation du nid d'abeille seul peut alors être proposé. Il est in fine basé uniquement sur une loi de comportement obtenue par un essai de compression uniforme. Ce modèle permet une très bonne simulation de l'indentation des structures nid d'abeille seules pour diverses géométries d'indenteur. Dans un deuxième temps, l'indentation des structures sandwichs à peaux métalliques et âme nid d'abeille est étudiée. Un modèle éléments finis est proposé dans lequel le nid d'abeille est modélisé par une grille de ressorts non-linéaires verticaux. Les ressorts représentent les arêtes verticales du nid d'abeille. En utilisant la loi expérimentale obtenue lors de l'essai de compression uniforme, il est alors aussi possible de corréler correctement les lois de contact d'essais d'indentation statique de structure sandwich à nid d'abeille NomexTM et à peaux métalliques. Les résultats obtenus par cette approche pourront a priori être étendus au cas des structures sandwichs à peaux composites et à la détermination de la résistance après impact de ces structures.

Associé à des singularités mathématiques, le phénomène optique des caustiques représente l'ensemble des valeurs singulières de la projection d'une sous-variété lagrangienne de l'espace de phases (i.e. système de rayon) sur l'espace de configurations défini par le champ des déplacements. Dans ce cas, en supposant que la transition entre le domaine élastique et le domaine plastique qui entoure la pointe de fissure se fait par un changement de la configuration du champ de déplacements, nous nous proposons d'analyser les modifications que cela entraîne dans la formation des caustiques.

Ce travail concerne la simulation numérique et expérimentale du comportement mécanique des ballons pressurisés stratosphériques. Ce programme de recherche entrepris par le CNES et l'ONERA est basé sur (i) la modélisation du matériau polymère constitutif des ballons par des lois de comportement de type viscoélastique ; (ii) la simulation expérimentale de sous-ensembles de ballons lors de phases de vol; (iii) la validation des lois viscoélastiques par comparaison essais/calculs du comportement de sous-ensembles de ballons. Le dispositif expérimental utilisé, nommé NIRVANA, reproduit les conditions de vol d'un ballon, i.e. la température, la pression et la contrainte dans l'enveloppe. Dans le cadre des caractérisations en grandes déformations des polymères, l'instrumentation généralement mise en œuvre permet seulement d'accéder à des caractéristiques globales et macroscopiques. Le suivi de tels essais par la méthode de stéréo-corrélation d'images, méthode basée sur les principes de la photogrammétrie, permet d'accéder de manière fine aux champs de déplacements et de déformations sur la totalité de la surface mesurée. Cette richesse d'information expérimentale s'avère particulièrement utile pour la validation non seulement globale mais aussi locale des lois de comportement utilisées.

Le présent travail concerne une étude expérimentale de la croissance d'une bulle de vapeur unique dans un bain de FC-72 sous refroidi à pression atmosphérique. La configuration physique encore peu rencontrée dans la littérature se caractérise par des effets gravitationnels stabilisants : la bulle croît sous un élément chauffant (à flux pariétal imposé constant) à partir d'un site de nucléation artificiel indenté en son centre. Une étude de la dynamique de la croissance de la bulle est effectuée à partir d'un traitement d'images permettant d'accéder à l'évolution temporelle des différents paramètres géométriques associés à la bulle, tels que le diamètre maximal, la hauteur, le volume, les contours. Une analyse de certains paramètres permet de montrer notamment l'influence de la puissance de chauffe sur les transferts de masse et de chaleur. Par ailleurs, une observation par ombroscopie des différents modes d'instabilités convectives est présentée. L'influence de la présence d'incondensables sur le déclenchement de l'instabilité est discutée.