Une analyse du contrôle par soufflage des structures tourbillonnaires longitudinales qui prennent naissance sur les montants latéraux de lunette arrière d'un véhicule automobile est réalisée à partir d'une approche expérimentale sur le corps de Ahmed pour un angle de lunette arrière de 25°. Les mesures expérimentales s'effectuent à l'aide de vélocimétrie par imagerie de particules (PIV) stéréoscopique. Les résultats montrent que le soufflage est associé à une production de vorticité sur la partie supérieure de la lunette au niveau du cœur tourbillonnaire et une chute de la vorticité est relevée sur le bas de la lunette. Cette diminution de vorticité est de plus associée à l'apparition d'une zone de recirculation (vitesse longitudinale négative) dans le cœur tourbillonnaire caractéristique d'un éclatement tourbillonnaire. L'analyse des champs de vitesses azimutale et longitudinale relevés avec soufflage permet enfin de caractériser l'augmentation du nombre de Swirl du tourbillon longitudinal au-delà du seuil critique d'éclatement.

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.

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.

Cet article a pour objectif premier d'exposer les méthodes numériquesliées au mouvement de corpsmises en œuvre au sein d'uncode de simulation d'écoulements turbulents de fluides visqueux incompressibles.Une des particularités est de pouvoir traiter, outre les solides classiques,des corps déformables à déformation imposée. On détaillera les techniques utilisées concernant la résolution des équations du mouvement(paramétrage, utilisation d'un quaternion),la gestion du maillage (lié au mouvement et à la déformation des corps)et le couplage écoulement-mouvement. La deuxième partie sera consacrée à la présentation des travaux effectués dans le cadre du Projet Interdisciplinairede Recherche CNRS ROBEA visant à concevoirun robot-anguille autopropulsé à locomotion anguilliforme.Les résultats des premiers calculs tridimensionnels recenséscouplant la résolution de l'écoulement par les équations de Navier-Stokesen moyenne de Reynolds avec le Principe Fondamental de la Dynamiqueappliqué au corps à déformation imposée seront ainsi exposés.

L'objet de cet article est de présenter une méthode automatique, robuste et multicritère, d'optimisation de forme en aérodynamique automobile. Cette méthode est appliquée à l'optimisation du coefficient de traînée (Cx) d'une forme simplifiée de véhicule et paramétrée par les angles de lunette, de diffuseur et de rétreint. Dans un premier temps, un algorithme, basé sur la méthode stochastique des algorithmes génétiques, est développé. Ces méthodes présentent l'avantage d'être globales et multicritères mais possèdent un temps de convergence prohibitif vers la solution optimale. Pour pallier ce problème, une procédure d'évaluation approchée, basée sur les réseaux de neurones, est couplée aux algorithmes génétiques. Une étude numérique est réalisée sur la forme simplifiée de véhicule précédemment décrite, dans le but d'une part, de minimiser le coefficient de traînée de la forme étudiée et d'autre part, d'estimer le gain en temps de convergence apporté par la nouvelle méthode proposée.

Impeller tip clearance is a key parameter in design process of a centrifugal compressor which has influential effects on its aerodynamic and thermodynamic performances. Interaction of tip leakage flow with the main stream could be the major source for occurrence of stall phenomenon. In the present investigation, two impeller tip clearances of small and large sizes are investigated under different flow coefficients assigned to “design”, “low flow” and “high flow” conditions. Flow field is precisely simulated utilizing solution of the Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations. Influence of the impeller stall on the volute flow field is studied. Structure of vortical flows within the impeller passages and volute are demonstrated in details. Numerical results showed that the flow within the volute becomes stall-prone while the flow within the impeller stalls. In contrast to the high flow case, the low flow condition was more prone for the stall occurrence. Performance tests were also conducted on Iran University of Science and Technology (IUST) centrifugal compressor test rig for validation of the numerical results.

The crude oil is a non-Newtonian fluid exhibiting, during its flow, phenomena which cannot be described with the traditional models which consider the fluid as homogeneous. Thus, it is necessary to use or develop a more realistic approach which can take into account the microstructure characteristics of crude oils in the law of behaviour. The application of a non-linear differential model in the case of crude oil flow can not be used. This paper deals with the modelling approach resulting from rheology of the polymer solutions. The Modified Phan-Thien and Tanner model (MPTT) is considered in this paper for an axisymmetric flow in a pipe. The shear stresses calculation with this model is an important step as it allows to study subsequently some important phenomena as the corrosion or the pressure drop which is controlled by the friction factor under turbulent flow conditions. The calculations were about different crude oils and the obtained results are compared to experiments. Some discussions are given.

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.

Une méthode proposant d'estimer l'effet de modifications structurales distribuées est exposée ici. Une évolution des formulations classiques permettant de prendre en compte la non-coïncidence des points de mesure et des points de couplage est présentée. La mise en œuvre de la méthodologie à un exemple académique et à un cas d'application industriel permet de mettre en lumière les avantages de la méthodologie exposée.

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.

Ce travail porte sur l'utilisation du verre comme véritable matériau de structure et concerne plus particulièrement le calcul des contraintes résiduelles de trempe autour des zones d'assemblage par insertion d'un connecteur métallique au sein de plaques trouées et chanfreinées pour la prédiction de la résistance de tels assemblages.Des simulations numériques par la méthode des éléments finis du procédé de trempe sont menées pour le calcul des contraintes transitoires et résiduelles près des bords de plaques de verre (calculs 2D) et près de trous chanfreinés (calculs 3D). Le verre est considéré comme un matériau viscoélastique, le modèle de Narayanaswamy est utilisé, il prend en compte les phénomènes de relaxation de contraintes d'origine visqueuse et structurale. Une difficulté provient de la description correcte des transferts de chaleur pendant la trempe qui est d'importance majeure pour la prédiction des contraintes résiduelles. La convection forcée due au soufflage de l'air et le rayonnement sont modélisés, le caractère semi-transparent du verre est pris en compte. Les coefficients de convection forcée dans les zones bords sont identifiés expérimentalement. Les résultats de prédiction des contraintes résiduelles de trempe sont comparés à des résultats de mesures photo-élastiques. Ce travail permet l'optimisation de la géométrie de la plaque de verre pour un renforcement maximal dans la zone d'assemblage.

The study aims at examining the behaviour of electromagnetic actuator as inductivesensor. The electromagnets are integrated in an alternative Wheatstone bridge and poweredwith alternative tension. This circuit allows the measurement of the electromagnetinductance variation, and as this variation is a function of the air gap, the displacementcan be deduced. The effect of eddy currents is assessed in order to choose the suitablebridge frequency. Finally, a demodulator is used to obtain the tension proportional to theair gap value. The behaviour is assessed experimentally. Experiments are carried out on asimple beam; clamped at one end and simply supported at the other. The displacements couldbe measured by using four eddy current sensors and the inductive sensor. The inductivesensor displacement and a modal approximation of the four eddy current sensors resultingfrom impact testing are compared. Analysis of the results obtained predicts an efficientand robust behaviour.

La formation des cellules (FC) de production se traduit par le groupement des produits en familles et le partage des machines en sous-groupes. Le traitement de ce problème devient plus complexe en présence de gammes alternatives. Dans ce contexte, nous proposons une nouvelle approche qui traite ce problème en deux niveaux. Le premier niveau porte sur l'application de la méthode des plans d'expériences, l'objectif étant de choisir, pour chaque produit, la gamme préférentielle permettant l'optimisation des indicateurs de performance de FC. En plus, ce niveau de traitement permet une analyse de la sensibilité de la solution finale ignorée par les techniques antérieures de la FC. Nous avons proposé et justifié un nouvel indice de la FC défini par le pourcentage de conservation des données de la matrice d'incidence initiale. Le second niveau de traitement consiste à appliquer la méthode de la FC basée sur l'analyse des corrélations statistiques entre les différents produits et machines. Pour expliquer l'approche proposée, nous avons détaillé deux exemples numériques. Les résultats d'une analyse comparative appliquée à des problèmes reconnus en littérature, ont permis de valider l'approche proposée.

The sheet metal forming by shearing is one of the most used processes in industries. The reliability of the obtained parts depends on geometrical parameters (shape of the tools, punch radius, clearances, velocity...) and materials properties (metal behavior, friction...). In this paper, two experimental parameters are investigated: the punch – die clearance and the punch velocity. A 0.65 mm thickness sheet of a non-oriented full-process Fe-(wt.3%)Si is used. The analyses are done through the load-stroke curve and the height repartition of different defects on the part edge. A numerical approach is proposed to simulate the shearing process and to handle the ductile fracture (which is performed using Abaqus/Explicit software). This work is based on a non-iterative explicit algorithm combined with a mesh adaptivity method (Arbitrary Lagrangian Eulerian formulation). The Gurson–Tvergaard–Needleman model is then used to describe the cut edge profile occurring during the process.

In industrial area, drilling is one of the most commonly used machining operations. Today, conventional drilling methods have found their limits in deep hole drilling. To be able to push these limits, we have developed a new technology: vibratory drilling. The aim of this study is to determine the influence of the twist drill geometry on performance of the self vibratory drilling head. For that reason, it is necessary to identify the geometrical properties which have the strongest influence on axial vibrations of twist drill and on chip fragmentation. Moreover, we have also validated the experimental results by a simulator which can predict the behaviour of the self vibratory drilling head by taking into account geometrical defects of the tool.

La résistance à la déchirure ductile des aciers est souvent caractérisée par des courbesexprimant la variation d’un paramètre global (ouverture en pointe de fissureδ, force d’extension de fissure J) en fonction del’accroissement de fissure Δa. Cet article rappelle les problèmes detransférabilité posés par ces mesures et identifie les facteurs qui la compliquent pourles joints soudés. Il donne des recommandations pour la détermination expérimentale de larésistance à la déchirure des joints soudés.

Il est impératif pour l’ingénieur de s’assurer de la validité de ses outils de modélisation numérique et il lui revient de vérifier s’ils donnent la solution attendue pour un problème donné. Dans un logiciel d’éléments-finis, ceci peut être fait par l’utilisation de solutions analytiques lorsqu’elles existent, ou par la méthode des solutions manufacturées (MSM). Nous proposons dans ce travail d’étendre la MSM aux problèmes de contact unilatéral en grandes déformations pour lesquels, à notre connaissance, il n’existe pas de solutions analytiques non triviales. Nous montrerons comment l’utiliser comme un outil de vérification pour l’ingénieur. De plus, nous analyserons la précision et les taux de convergence de différents espaces d’approximation mixtes (déplacement-pression de contact), sur des éléments triangulaires et quadrangulaires.

Ce travail propose une approche numérique pour l’étude de matériaux compositescarbone/carbone sous sollicitations dynamiques et conditions de contact frottant. Ellerepose sur l’utilisation d’une approche éléments-finis (EF) et de techniquesd’homogénéisation appliquées à une cellule élémentaire du matériau. Les effets ducontraste des propriétés élastiques au contact sont étudiés et l’influence de ladescription du matériau sur le comportement tribologique est mise en évidence.

Une modélisation du transport de l'humidité dans des plaques minces stratifiées, quiintègre le phénomène de diffusion préférentielle le long des interfaces entre les plis, est proposée dans ce travail. Une loi d'interface surfacique,asymptotiquement équivalente à une très fine couche de fortediffusivité, est tout d'abord établie par des techniquesasymptotiques, puis introduite au niveau desintercouches d'une plaque mince stratifiée. Des développementsasymptotiques selon l'épaisseur de la plaque permettent alors deproposer un modèle bidimensionnel équivalent pour lecomportement hygroscopique de plaque lamifiée dans le cas où les faces supérieure et inférieure de la plaque sont hygroscopiquement isolées. Desapplications numériques viennent enfin valider et illustrer cesmodèles asymptotiques.