Le procédé de formage électromagnétique, electromagnetic forming process ou EMF en anglais, consiste à déformer les métaux en appliquant une pression générée par un champ magnétique variable d'une grande intensité. L'utilisation de ce procédé en complément de la mise en forme par emboutissage d'une ébauche, permet d'accroître la quantité d'aluminium employé dans la construction automobile en améliorant la formabilité des tôles et en réduisant les coûts de production. L'objectif des travaux de recherche liés à ce procédé est d'aboutir à une meilleure compréhension du mécanisme de déformation afin de développer des équipements et des méthodes efficaces pour sa mise en œuvre industrielle. Une manière de parvenir à cet objectif est l'utilisation de la simulation numérique au travers d'une modélisation du procédé basée sur la méthode des éléments-finis. Ces travaux de développement ont été partiellement menés dans le cadre d'un projet européen appelé EMF (G3RD-CT-2002-00798).

The measurement of the thickness of a coating layer is a traditional industrial problem. Many methods of measurement are already classically used for that purpose. However, the majority of these methods require either contact with the sample to be studied, or its destruction. These constraints limit their applicability. Photothermal radiometry is already largely used in the field of thermophysical properties measurement and for the detection and characterization of defects. This method does not impose the constraints mentioned above. It could thus be a complementary technique of the classical ones. The purpose of this work is then to approach the possibilities of this photothermal method, implemented under pulse excitation and front face analysis, for the measurement of the coating thickness. Using theoretical and experimental studies, we show that the method allows a good estimation of the thickness of chromium deposits on a steel substrate, at distance, without contact and in a non-destructive way.

Les besoins accrus d'encapsulation et d'autonomie des dispositifs decontrôle vibratoire ont ouvert le domaine des matériauxpiézoélectriques shuntés. De par ses propriétésphysiques, l'élément piézoélectrique convertit unepartie d'énergie vibratoire en énergie électrique. Lefait de connecter un circuit électrique (un circuit de shunt)aux bornes du patch modifie la dynamique du système complet(structure + patchs piézoélectriques) et offre ainsi despossibilités de le contrôler. C'est ce que nous nommeronscontrôle vibratoire passif dans le cas où le circuit deshunt est constitué de composants passifs (Résistances etinductances physiques). Dans la littérature, les dispositifs employant desstratégies de contrôle se focalisent principalement surl'efficacité obtenue en termes de facteur d'amortissement modal.Les flux d'énergie entre les différents éléments dusystème complet ne sont pas optimisés. Nous proposons dedévelopper un critère d'optimisation structurale qui prenden compte la dissipation induite non seulement en termesd'amortissement modal mais également en termes d'amplituded'énergie dissipée. Ce critère intègre des grandeursfacilement calculables via un code de calcul par éléments-finis. Il est à noter que l'une des principales difficultésde modélisation de ce type de structures est liée à lacondition électrique qui varie. Il est nécessaire d'employerun modèle complet ou suffisamment représentatif pourcalculer les modes de résonance de la structure à tensionnulle (condition de Dirichlet électrique ) et à courant nul(condition de Neumann électrique). Nous appliquerons notrecritère à une poutre élancée sur laquelle estimplantée un patch piézoélectrique pour différentesconditions aux limites et différents types de polarisation. Nousnous focaliserons sur le contrôle du premier mode de flexion de lastructure.

Squeeze film dampers (SFD) are used to reduce dynamical loads in rotating machinery or toimprove their performances in numerous industrial applications. The present paperconsiders the response of a dual shaft system with a SFD mounted on one of its bearings.The study is concerned with the overall system’s dynamics in presence of a sealed SFDbearing with a lateral feeding groove and more specifically with the characterization ofsuch damper in operational conditions. The design characteristics of the SFD are based onthe linear approximation and the optimization w.r.t. sensitivity of appropriate eigenmodesof a numerical model of the dual shaft test rig. In order to gain more insight into theSFD operation, the experimental kinematic and pressure measurements data are processedwithin a numerical model of the fluid film using the short bearing approximation of theReynolds equation and taking into account the flow into the groove. The work holds for lowReynolds number and completely sealed SFD were vapour cavitation is completely absent.

Après avoir rappelé les principes de la modélisation physique en centrifugeuse, technique aujourd'hui trèsrépandue, plusieurs exemples d'expérimentations réalisées au LCPC, sur des modèles réduits de fondations etd'ouvrages maritimes sont présentés. Ces études sont le plus souvent entreprises pour contribuer au dimensionnement d'ouvragesréels (plates-formes offshore, ponts, quais...). Elles nécessitent la reconstitution de massifs de sol de mêmes caractéristiques mécaniques que celles des fonds marins. Ces expérimentations sont validées par deux méthodes différentes : modélisation à différentes échelles ou comparaison avec des observations faites sur ouvrages en vraie grandeur. Les cas présentés portent, entre autres, sur les fondations profondes, les ancrages à effet de succion, les ouvrages de soutènement et les fondations sur sols renforcés.

Cette étude traite des effets du vent latéral sur un modèle simplifié de voiture, appelé le modèle de Willy. Ce modèle sans arête sur la partie avant et avec un culot droit est plus adapté pour l'analyse des séparations instationnaires qui sont limitées au côté sous le vent et au culot. Les simulations sont réalisées à l'aide du code de calcul ISIS-CFD par une approche DES et les résultats sont comparés à des données expérimentales ainsi qu'à des résultats obtenus par une simulation RANSE. Les comparaisons portent sur la pression pariétale, la pression totale ainsi que sur les efforts et moment de lacet.

This paper presents closed loop simulation of a CMOS-MEMS force sensor for biomedicalapplications employing an optimal proportional-integral-derivative controller. Since thedynamic behavior of the sensor under investigation is nonlinear the iterative feedbacktuning approach was proposed for optimal gains tuning of the proposed controller.Simulation results presented in this research illustrate that the proposed controllersuppresses the undesired in-plane vibration induced by environment or gripper 40 timesfaster than the nonlinear controller proposed in the literature. To suppress the maximuminput disturbance the maximum voltage was approximately 18 V which was less than thepull-in voltage of 30 V. The proposed controller is served to actuate two stator fingersadjacent to a rotor finger in order to provide both the attractive and repellent forcesduring manipulation. Employing the proposed mechanism not only resolves the drawbackscorresponding to the nonlinear controller presented in the literature but also improvesits performance of the closed loop system by using the complete nonlinear dynamics of theforce sensor. Also, applying complete non-linear dynamic of model improves the performanceof controller and is one of superior features of proposed PID controller in comparisonwith the classical controller presented in literature.

Les problèmes vibratoires rencontrés lors de l'usinage en contournage de parois minces affectent la qualité de la pièce finie et dans une moindre mesure, la durée de vie de l'outil et de la broche. C'est pourquoi il est nécessaire de pouvoir limiter ces problèmes par un choix approprié des conditions de coupe. La théorie des lobes de stabilité permet de choisir les conditions de coupe adéquates en fonction du comportement dynamique de la pièce ou de l'outil. Nous introduisons ici les variations de comportement dynamique dues à la position de l'outil, dans le but d'obtenir des conditions de coupe optimales tout le long de l'usinage. Cette généralisation du tracé classique des lobes de stabilité nous conduit à représenter les lobes en trois dimensions. Ces résultats théoriques sont comparés à des usinages expérimentaux de pièces minces, en avalant.

This paper presents the comparison of results obtained from two codes with different degrees of accuracy and computational time on the case of a contra-rotating open rotor (AI-PX7). The main goal is to assess the capacity of a code based on singularity methods to predict global open rotor performance, the in-plane loads (also called 1P loads), and the blade load distribution during a full blade cycle. Moreover, installation and unsteady correction models have been implemented in this code in order to evaluate the possible improvements of initial predictions. Finally, a numerical method to quantify some of the mechanisms governing open rotor thrust and 1P loads is proposed.

Les méthodes éléments-finis stochastiques de type Galerkin conduisent généralement à la résolution de problèmes de très grande taille. Les coûts de calcul et de stockage mémoire engendréslimitent encore leur utilisation à une faible dimension stochastique. Nous proposons ici une méthode d'approximation pour la résolution d'équations aux dérivées partielles stochastiques qui tente de répondre à ces difficultés. Cette méthode peut être interprétée comme une technique de décomposition spectrale généralisée. Elle consiste à décomposer la solution sur une base réduite dont on peut prouver l'optimalité vis-à-vis de l'opérateur et du second membre du problème stochastique. Un algorithme adapté est proposé pour la construction de cette décomposition. Il nécessite uniquement la résolution d'un très faible nombre de problèmes déterministes et d'équations stochastiques.

De nos jours, nous assistons à un développement du travail en mode projet qui secaractérise par la mobilisation de compétences multiples. La globalisation des marchésainsi que la réduction des coûts et des délais de développement de nouveaux produits ontconduit à la mise au point d’outils de travail collaboratif assurant la structuration, lesuivi, et la traçabilité des échanges. Cela a induit un accroissement considérable desbesoins de communication inter-applications et de cohérence globale des systèmes supportsdes différents modèles du produit (CAO, calcul, FAO). De part leur forte interdépendance,les deux activités CAO et calcul seront donc amenées à s’édifier sur de nouvellestechnologies émergentes dans les domaines de la modélisation des données (modèle deproduit) et des processus (interopérabilité) afin de pouvoir prendre en compte lamanipulation d’objets hétérogènes (géométrie, sollicitations, maillage, déformation,etc.). En effet, dans un contexte de travail collaboratif, l’intégration numérique de cesdeux activités CAO et calcul, est devenue une des principales préoccupations en CFAO.L’objectif recherché est de favoriser le partage des données sans recopies outransformations manuelles afin de fluidifier les flux d’informations entre CAO et calcultout en garantissant la fiabilité et la traçabilité des données. L’objet de cet articleest de présenter une approche d’intégration numérique et d’interopérabilité des processusde CAO et de calcul mécanique qui consiste à retrouver le modèle CAO déformé à partir d’unmaillage déformé dans la démarche de retour des résultats de calcul éléments-finis vers laCAO.

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 diminuerle 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.

The efficiency of passive methods for noise reduction decreases at low frequency. In thisfrequency range active structural acoustic control (ASAC) can reduce sound radiation ofstructures by controlling their vibration usually using piezoelectric or electrodynamictransducers. Besides its global effect on the structure, a bending nearfield is observed,depending on the actuator type. In some ASAC strategies as in the virtual impedanceapproach, actuators and sensors are collocated. Although it does not affect the radiationof the structure, the local bending strongly modifies the transfer function betweentransducers. A method is proposed in order to identify and compensate it. The global partof the vibratory field is extracted by cancelling the contribution of higher order modesapproximated as a stiffness. After compensation, the signal from the sensor is much morerepresentative of the radiation and nearly independent of the nature and the size of theactuator.

L'objectif de cette étude expérimentale est d'établir la distribution des propriétés mécaniques et morphologiques à travers la paroi d'un tube de transport du gaz naturel en polyéthylène de haute densité (HDPE). L'approche proposée utilise un filament continu et uniforme, automatiquement usiné du tube à faible vitesse de coupe et à profondeur de passe optimale afin de réduire le flux de chaleur ainsi que les modifications structurales. Des courbes typiques (σ−ε), dans chaque couche, sont obtenues sur une machine d'essai conçue pour les polymères et sont statistiquement analysées. Elles montrent que le comportement mécanique du tube en HDPE est pratiquement divisé en 3 zones distinctes dont la seconde reste la plus étendue. Le niveau de contrainte moyen exprimant l'étirage à froid pour une couche donnée est presque constant à travers l'épaisseur du tube. Les contraintes et le module d'élasticité donnent de très bonnes corrélations avec l'épaisseur indiquant une augmentation de la surface externe vers les couches internes. Ceci est expliqué par l'évolution de cristallinité durant le procédé de production faisant appel à un refroidissement échelonné dans le temps et qui génère des contraintes résiduelles. Les corrélations statistiques à l'écoulement plastique, au début de l'étirage à froid et à la rupture indiquent des relations linéaires acceptables pour une probabilité d'erreur p ≤ 0,05. D'autre part, une corrélation linéaire croissante caractérise la relation entre la contrainte limite et le module d'élasticité. Ce résultat est confirmé dans la littérature pour des éprouvettes standards obtenues par moulage en compression.

L’obtention de pièces structurales en fonderie sable aluminium de haute techniciténécessite un processus de parachèvement conséquent comprenant la découpe du système decoulée, suivie d’un ponçage quasi global des surfaces. Les exigences industrielles entermes de sécurité et de rentabilité remettent fortement en cause la réalisation manuellede ces opérations. Cet article présente le développement d’une nouvelle cellule robotiséepour ce parachèvement, mené en collaboration avec La Société des Fonderies d’Ussel (SFU)du groupe ALCAN. La première partie est consacrée à la caractérisation des contraintesliées aux spécifications fonctionnelles attendues sur la pièce et aux procédés d’usinageet de ponçage. Ceci a abouti à la définition d’une cellule redondante 8 axes pour répondreau critère d’espace de travail et intégrant un robot à structure hybride (Tricept) pourses capacités à réaliser les opérations d’usinage en conditions UGV et de ponçage. Ladeuxième partie porte sur la définition de critères pour une gestion optimisée desredondances en vue d’améliorer le comportement global de la cellule et répondre auxexigences de précision et de capacité cinématique. La dernière partie présentel’optimisation mise en œuvre et les résultats validés sur un ensemble de pièces.

Ce papier relate certains faits expérimentaux relatifs à l'usinabilité à grande vitesse des couches de rechargement base-nickel pour la fabrication d'outillages de travail à chaud. L'étude part des examens métallurgiques des couches rechargées et s'étend aux facteurs limitatifs de la coupe observés lors des essais de rainurage instrumentés. La limitation principale de ces rechargements à la coupe est liée à leur structure métallurgique fortement hétérogène. Cette hétérogénéité consiste en un réseau dendritique (phase-nickel ductile) séparé par une dispersion interdendritique fragile (phase-carbures et phases finement ou grossièrement précipitées). Ceci se traduit en usinage par un écrouissage superficiel élevé à l'origine ensuite d'une usure prématurée des outils de coupe. Cette dégradation est dominée par une adhésion entretenue du copeau (frottement sec collant) conduisant à des entailles ainsi qu'un écaillage très sévères de l'outil de coupe consécutif à un effritement du matériau de coupe.

La réduction du nombre de degrés de liberté d’une étude par éléments-finis peut être obtenue en utilisant l’analyse par éléments-finis multidimensionnelle, c’est-à-dire le mélange d’éléments-finis de poutre, de coque et de volume. Cette approche multidimensionnelle permet de réduire considérablement le temps de maillage et de résolution du système. Malheureusement, la connexion d’éléments de différentes dimensions entraîne certains problèmes au niveau de la modélisation géométrique ainsi qu’au niveau de l’incompatibilité des degrés de liberté entre éléments et de la continuité entre différentes parties de maillage réalisées séparément. Cet article présente une solution complètement automatisée à ces problèmes, utilisant uniquement des éléments-finis classiques et sans recourir à l’ajout d’équations de contraintes aux interfaces entre éléments de dimensions différentes.

The fuel handling operating rules exclude any accidental risk. However in the framework of the PRECCI R&D project, the bending of a spent fuel assembly resulting from its locking during a translation displacement is taken into account. This enabled us to develop an approach based on experiments and calculations that allows us to simulate the behaviour of an assembly under such loading. This study was carried out in CEA laboratories with the funding and the technical support of EDF. A three points bending test on a spent fuel rod segment was performed at the Laboratory for Mechanical Behaviour of Irradiated Materials (LCMI). From the experimental strength-displacement curve, a maximum failure strain, a maximum failure curvature and an equivalent constitutive equation were determined. CAST3M modelling of the fuel rod taking into account the elasto-plastic behaviour of the clad and the cracking of the UO2 fuel pellets was verified by the experimental results. Consequently, the identification of the respective contributions of the clad and of the pellets to the rod global behaviour was made possible. A two dimensional assembly with beam elements was modelled with CAST3M. The properties of the beams modelling the different parts of the assembly (top and bottom nozzle, grids) were chosen and adjusted according to their materials (zirconium alloys, steel) in order to obtain stiffness, tensile and shear behaviour, sliding and holding functions close to the experimental ones. Assembly bending calculations were performed. In order to obtain a rod integrity estimator, their maximum calculated strains and curvatures as a function of the bending angles can be compared to the failure experimental ones.

Les matériaux composites à base polymère montrent, dans certains cas, des comportements mécaniques spécifiques lorsque la taille des renforts particulaires rigides devient nanométrique. Il semble que cette particularité provienne du fait que les distances inter-particulaires moyennes sont alors comparables aux dimensions caractéristiques des chaînes polymères. On observe parfois des effets de renfort beaucoup plus importants que pour des composites classiques qui peuvent être attribués à l'existence de réseaux particule/macromolécule/particule ou encore de réseaux rigides de particules. Dans cette courte revue, l'effet du facteur de forme, de la fraction volumique et du procédé de mise en oeuvre sont discutés, ainsi que l'état de l'art en ce qui concerne la modélisation dans les domaines linéaire et non linéaire.

Les succès des applicationsde superfinition par toilage ont été longtemps attribués à l'artd'appliquer des combinaisons variées de conditions et de séquences,pour un dispositif de toilage particulier, sans aucune méthodeapparente établie. Du point de vue laïque ceci pourrait semblervrai. Toutefois il y a des mécanismes physiques bien définis quisont essentiellement de nature fondamentale. Une descriptionénergétique du procédé de toilage est introduite. La variabled'énergie dissipée est considérée pour étudier l'effet du temps detoilage et observer l'influence supposée d'"alignement" (oscillationaxiale de la bande abrasive). Deux régimes de toilage sontidentifiés et ainsi discutés.