Cette analyse qui s'inscrit dans le cadre d'un projet de recherche AFFISA (Airbus Front Fuselage Innovative Structural Approaches) a pour objectif d'étudier la faisabilité d'un moyen d'essais permettant de tester des structures de fuselage double courbure représentatif avion (pointe avant et cône arrière d'avion). En effet, aucun moyen de ce type n'existe actuellement supporté par des analyses éléments-finis, le comportement de la structure soumise à des efforts mécaniques et de pression a été étudié. Notre attention s'est principalement focalisée sur le chargement en compression (et traction) qui pose certains problèmes du fait de la spécificité de la double courbure. Cette étude se terminera par la proposition de deux concepts de moyen d'essais brevetés.

Les antennes paraboliques ultra légères des satellites de télécommunication, sont fabriquées en matériaux composites à partir de coques multicouches très minces obtenues par tissage. Pendant la première phase de vol du lanceur, lors de la traversée des premières couches atmosphériques, les excitations vibro-acoustiques dues au système de propulsion et aux forces aérodynamiques sont les plus critiques. La charge acoustique de type aléatoire induite sur la structure de l'antenne, devient alors très importante et peut provoquer des dommages aux structures et aux équipements. Pour réduire les charges acoustiques, les concepteurs utilisent des coques micro-perforées pour permettre à la structure de "respirer" et de réduire ainsi la charge acoustique. Le dimensionnement et l'optimisation de ces structures nécessitent des outils de calcul numérique. La prise en compte de la perforation du matériau pour le calcul de la charge induite par l'excitation acoustique aléatoire n'est pas classique. L'objet de cette étude est de proposer un modèle d'impédance locale représentatif de la micro-perforation pouvant être utilisé dans un code de calcul vibro-acoustique.

Nous proposons dans cet article une méthode d'essai accéléré applicable pour des systèmes mécaniques complexes dont la durée de vie ne peut être exprimée par une relation analytique du niveau de sollicitation. Dans de tels cas, une approche numérique peut rester envisageable. Il s'agit alors d'ajuster le modèle numérique à partir de tests sévérisés au cours desquels les défaillances apparaissent plus rapidement qu'en conditions nominales. Il est ainsi possible de prévoir à partir d'essais très courts des défaillances susceptibles d'apparaître après une longue période d'utilisation. Cette méthode est mise en œuvre dans le cas de sollicitations en fatigue, l'endommagement cumulé conduisant à la rupture ne pouvant être modélisé que par un code numérique en éléments-finis.

Les calculs numériques sont de plus en plus performants pour estimer la durée de vie des structures soumises à des sollicitations thermomécaniques. Mais les durées de vie estimées ne sont correctes que si les paramètres nécessaires aux calculs ont été correctement identifiés et mesurés et si toutes les origines de l'endommagement ont bien été considérées. L'essai de disques sous pression de gaz est une technique expérimentale qui permet la caractérisation thermomécanique des matériaux en feuilles dans des conditions très variées : charge croissante (essais de rupture en traction biaxiale à des vitesses de déformation comprises entre 10-6 et 100 s-1), charge constante à haute température (fluage sous contrainte élevée), charge cyclique (fatigue mécanique) ; la température peut être choisie entre 20 et 900 °C. La technique révèle rapidement l'endommagement du matériau grâce à la détection sensible de fuites au travers de la membrane par un spectromètre de masses. Nous avons développé une méthode de calcul pour déterminer les propriétés mécaniques rationnelles du matériau. Nous montrons la qualité des résultats obtenus avec cette méthode pour la caractérisation thermomécanique des matériaux en feuilles et sa sensibilité à des paramètres secondaires. La méthode analytique de calcul pourra être optimisée de façon à modéliser au mieux le comportement thermomécanique des matériaux sollicités dans des gammes très larges de vitesse et de température et soumis à différents environnements comme de l'hydrogène gazeux par exemple.

Cet article traite du contrôle des décollements aérodynamiques pour réduire la consommation et les émissions de gaz à effet de serre des futurs véhicules automobiles. Après avoir passé en revue les moyens de contrôle passif, des exemples de contrôle actif par aspiration, soufflage ou par jet synthétique sont successivement présentés. Les résultats montrent le fort potentiel des solutions présentées. Des réductions de traînée proches de 20 % sont ainsi déjà envisagées sans que soit nécessaire de contraindre les géométries actuelles en termes d'habitabilité et de confort. Les coefficients de traînée aérodynamique des futurs véhicules automobiles destinés aux liaisons extra urbaines pourraient alors très prochainement tendre vers des valeurs voisines de 0,24. Cette évolution permettrait alors de réduire de 1,6 l sur 100 km la consommation moyenne d'un véhicule de moyenne gamme se déplaçant sur autoroute à la vitesse de 130 km.h-1. La réduction des émissions de gaz carbonique serait au moins de l'ordre de 7 g.km-1 suivant le cycle NEDC (New European Driving Cycle).

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.

Le dimensionnement des structures immergées vis-à-vis des effets d'une explosion sous-marine constitue une exigence forte pour un constructeur de navires militaires. La présente étude s'intéresse à la description de l'interaction entre une coque élastique immergée et une onde acoustique se propageant dans le fluide. En utilisant un modèle linéaire pour le fluide et la structure, il est possible de proposer une description du problème couplé dont la résolution peut être conduite avec une méthode semi-analytique. Les inconnues du problème (pour le fluide : champ de pression incident, champ de pression réfléchi, champ de pression rayonné ; pour la structure : champ de déplacement radial et ortho radial) sont écrites sous la forme d'un développement en série de Fourier de la variable angulaire. L'évolution des différents champs est décrite dans le domaine de Laplace par transformation des équations temporelles du problème couplé. Une application est proposée ici au cas de deux coques couplées par un fluide. La méthode de calcul ainsi proposée est implantée dans un code de calcul MATLAB qui peut ainsi être utilisé en bureau d'études pour le pré-dimensionnement de coques de sous-marins.

Le présent article traite des interactions fluide/structure dans le domaine des moyennes fréquences. En effet, dans ce domaine fréquentiel, il n'est pas possible de modéliser un système fluide/structure en FEM car la densité modale du milieu fluide est trop importante, ni de le modéliser en SEA car cette modélisation ne serait pas valide. Une méthode hybride FEM/SEA est donc développée : la méthode SEA-like. La méthode SEA-like est une méthode énergétique dont la matrice est calculée avec des méthodes de type "basses fréquences". Les coefficients SEA-like sont calculés avec une condensation dynamique afin de prendre en compte la densité modale importante dans le système. Dans cet article, la matrice SEA-like d'un système couplé plaque/cavité est calculé avec une analyse modale. On obtient alors une expression simplifiée des coefficients SEA-like. La matrice SEA-like est alors validée dans le domaine des basses fréquences avec modélisation FEM du système couplé et dans le domaine des hautes fréquences avec une modélisation SEA du système couplé.

Ce travail porte sur la réponse temporelle d'une poutre à section et inertie variable, sollicitée par un chargement mobile. Dans un premier temps le chargement est apporté par une masse contrainte de se déplacer sur la poutre sans pouvoir s'en séparer. Dans un deuxième temps, le chargement est apporté par un oscillateur en mouvement sur la poutre. Cette modélisation sera confrontée à d'autres codes de calculs tels que LS-Dyna et SIMBAD. L'application concerne la dynamique des tubes d'armes couplée au projectile pendant son parcours balistique dans le tube. L'exploitation des modèles présentés a pour but d'obtenir une approximation des paramètres de sortie du projectile, lesquels, en constituant les conditions initiales du vol, influencent la dispersion à la cible.

La qualité sonore des véhicules constitue aujourd'hui un critère important de conception. Dans ce cadre, la détection de sources acoustiques est une problématique majeure. En effet, si l'analyse du bruit dans une cavité peut être traitée de manière classique (FEM, BEM...), les problèmes inverses posent souvent des problèmes liés à la taille des calculs effectués ou au conditionnement des matrices à inverser. Nous nous proposons ici d'étudier une méthode énergétique simplifiée (MES) qui présente la particularité d'être avantageusement inversible. Le but de la méthode proposée est de parvenir à localiser des sources acoustiques surfaciques à partir de mesures effectuées dans une cavité.

The main issue in the present paper is to comment and illustrate on new acoustic examples the method of analysis of modal series, termed “method of orthocomplement”, that has been recently proposed by the authors to improve the convergence of such series. The general method consists in a direct analysis and transformation of the remainders of ordinary series. It results in a family of “hybrid” modal representations involving an ordinary modal sum of order N, a “quasi-static” term based on the N first modes, and an “accelerated” modal series. Using the transformed modal formulae eliminates the Gibbs oscillations – that are attached in infinite dimensional models to modal boundary discontinuities – and also the consequences of such phenomena on finite element approximations. The method is applied in the present paper to plane waves in acoustic tubes and to 3D acoustic fields inside a car compartment, in view of the synthesis of acoustic receptances or impedances to be used in practical acoustic design. The main technical difficulty being the treatment of singular linear boundary problems or systems of linear equations that arise during the study of closed rigid cavities or tubes, a whole section of the paper had thus to be devoted to pseudo-inversion.

Ce travail porte sur l'élaboration d'un modèle mathématique, unidimensionnel en régime permanent, pour la simulation des fours rotatifs de séchage du phosphate. L'objectif du modèle est de prédire la température et l'humidité des gaz et du produit le long du tube sécheur, ainsi que la température des parois, interne et externe, dudit tube. Le modèle est élaboré à partir des bilans thermiques et massiques appliqués à des tranches fines du four en tenant compte d'hypothèses appropriées. Des essais ont été réalisés sur un four rotatif du Complexe de Séchage d'Oued-Zem (COZ) situé à Khouribga (Maroc). Le four a été équipé d'instruments nécessaires pour la réalisation de mesures au cours de son fonctionnement. Les essais ont porté sur la détermination de l'humidité et de la température du produit le long du tube sécheur. Ils ont permis de valider le modèle mathématique élaboré et de vérifier les hypothèses simplificatrices introduites lors de son développement.