Cette étude est concernée par le tournage dur de l'acier de roulement 100Cr6 en utilisant un outil en nitrure de bore cubique (CBN7020). Des essais de laboratoire ont été planifiés pour investiguer l'effet de la vitesse de coupe sur les différentes formes de l'usure de l'outil. Ensuite, une autre série d'expériences a été dédiée à l'étude de la rugosité obtenue en fonction des paramètres de coupe. La relation entre la rugosité de la surface usinée et l'usure en dépouille correspondante de l'outil a été mise sous la forme d'équations puissance pour décrire l'évolution de la rugosité à différentes vitesses de coupe allant jusqu'à 350 m.min-1. La comparaison des rugosités (Ra et Rt) en fonction de l'avance en tant que paramètre d'influence prépondérante a montré que le modèle à une variable (f) décrit d'une manière excellente les résultats expérimentaux alors que le modèle général à trois variables (Vc, f, ap) reste satisfaisant et très bien apprécié par le coefficient de détermination. Pour la rugosité moyenne, le modèle théorique surestime les valeurs de Ra avec une divergence notable à 0,2 mm.tr-1 alors que la rugosité totale est sous-estimée aux faibles valeurs de l'avance, ce qui donne lieu à des prédictions théoriques en deçà des attentes et conforte expérimentalement les modèles sous forme puissance proposés. Bien que la quantité de chaleur dégagée soit importante au vu des températures mesurées sur le copeau, la surface usinée n'a pas été thermiquement affectée.

On étudie un lot de plaquettes de PMMA avec branchements, obtenues sous compression uniaxiale pour un défaut oblique fermé par différents matériaux (Téflon, acier dur, bronze, laiton, acier doux, plomb, aluminium et cuivre) et faisant un angle d'inclinaison β variable de 15 à 75° par rapport à la direction de la charge imposée, en déterminant d'une part la distance δ entre le front de l'entaille et la racine du branchement mesurée parallèlement à l'axe de l'entaille, et d'autre part l'angle de branchement θ entre la direction de l'entaille et la tangente à la racine de la fissure branchée.

L'étude en convection forcée de la condensation en film laminaire d'une vapeur pure et saturée sur une plaque poreuse inclinée par rapport à la verticale, est présentée. Le modèle de Darcy-Brinkman est utilisé pour décrire l'écoulement dans le milieu poreux, tandis que les équations classiques de la couche limite ont été exploitées dans le liquide pur en tenant compte des termes d'inertie et de convection d'enthalpie. Le problème posé a été résolu par voies analytique et numérique. Les résultats sont essentiellement présentés sous forme de l'épaisseur adimensionnelle du film liquide, des profils de vitesse et de température et des coefficients d'échanges thermiques représentés par le nombre de Nusselt. Les résultats obtenus ont été comparés à ceux expérimentaux de Renken et al. [1]. Les effets de différents paramètres influents tels que : l'inclinaison (ϕ), la viscosité effective (nombre de Reynolds ReK), l'épaisseur adimensionnelle du substrat poreux H* et la conductivité thermique adimensionnelle k*, sur l'écoulement et les transferts thermiques sont illustrés.

Cet article propose une évaluation de l'analyse cepstrale dans le suivi vibratoire des machines tournantes afin de mettre en œuvre une maintenance prévisionnelle. Après avoir rappelé les propriétés du cepstre pour un diagnostic vibratoire, nous précisons les valeurs de paramétrage des mesures, afin d'effectuer une analyse efficace. Nos travaux sont validés par deux applications complémentaires réalisées en milieu industriel: l'une sur un multiplicateur tournant à grande vitesse, l'autre sur un réducteur tournant à très faible vitesse. Le défaut recherché est un écaillage de denture, mais la comparaison suivant deux directions de mesurage des signaux des accéléromètres a également permis dans la deuxième application de détecter un autre type d'avarie.

L'apparition de fissures ou criques à chaud pendant la coulée des matériaux métalliques représente un défaut sérieux. L'EPF-Lausanne a développé un critère d'initiation de fissures qui est basé sur l'équation de conservation de la masse appliquée à la zone solide-liquide (zone pâteuse) et qui prend en compte à la fois une déformation subie par le squelette solide perpendiculairement aux dendrites et l'appel de liquide induit par le retrait de solidification. Le modèle introduit une chute de pression dans les films liquides au-delà de laquelle la cavitation, i.e. la germination d'un premier pore, a lieu. Des observations in situ sur des alliages organiques transparents permettent de mettre en évidence l'importance de la coalescence entre les dendrites; en effet, la prise de rigidité mécanique de la zone pâteuse se fait par l'établissement de ponts solides entre les dendrites. Enfin, le critère est appliqué successivement à la coulée semi-continue d'alliages d'aluminium, à la coulée continue des aciers et au traitement par laser des superalliages.

Le comportement d'un polypropylène chargé de fibres de verre courtes a été étudié. À l'état fondu, un thermoplastique renforcé de fibres courtes ayant un état d'orientation initial isotrope présente un pic de viscosité lorsqu'il est cisaillé entre les deux disques d'un rhéomètre à géométrie plan–plan. Dans cette étude, après une première déformation, l'échantillon a été cisaillé dans la direction inverse et un pic de viscosité a été à nouveau mesuré. De même des pics de contraintes normales ont été observés. Dans l'écoulement inverse les contraintes normales passent par des valeurs négatives puis présentent un pic positif. Un modèle a été utilisé pour simuler ces pics de viscosité et de contraintes normales. Il est constitué de l'équation de Folgar-Tucker pour le mouvement des fibres et de l'équation de Lipscomb pour la loi de comportement. Ces équations ont été établies pour des solutions diluées ou semi-diluées de fibres. Ces composites industriels sont considérés comme des suspensions concentrées, les fibres sont proches de leurs voisines et leurs rotations sont plus lentes que ce que prédit la simulation. Ce modèle a été empiriquement modifié pour simuler correctement les pics lorsque le taux de fibre augmente.

Le moulage par injection de poudres métalliques consiste à injecter des mélanges polymères/poudres métalliques. Durant l'écoulement de ces mélanges dans les moules, il peut se produire des effets de ségrégation de phases, conduisant à des défauts de formes, de propriétés physiques et mécaniques lors des étapes ultérieures du procédé. Un pilote expérimental de moulage par injection métallique, précédemment mis au point au laboratoire, est utilisé pour réaliser des composants moulés permettant d'analyser les différentes étapes du procédé. Une méthode expérimentale est développée pour déterminer la répartition de densité sur divers types de composants moulés. Une modélisation de ces phénomènes à partir de la théorie des mélanges pour les écoulements bi-phasiques est proposée. La simulation numérique des écoulements de polymères chargés en poudres solides a été développée. Enfin des exemples de simulation de remplissage, avec analyse prédictive des zones de ségrégation, sont donnés et des comparaisons calculs-expériences montrent le degré de validité de l'approche proposée.

La résistance mécanique des interfaces entre deux matériaux différents constitue un problème critique, tant d'un point de vue fondamental que d'un point de vue appliqué. De fait, la décohésion interfaciale est un mécanisme fréquent de défaillance des composants multimatériaux ou des pièces revêtues, d'usage de plus en plus courant dans les technologies avancées actuelles. Un certain nombre de considérations générales sont exposées sur les phénomènes de décohésion et la mécanique de la rupture interfaciale, dans l'objectif d'en déduire les critères qui assurent une validité optimale aux résultats des essais mécaniques de mesure d'adhérence. Parmi les techniques expérimentales existantes, l'accent est mis sur celles qui permettent une détermination fiable de l'énergie de rupture interfaciale. Le cas de l'essai de gonflement-décollement est développé. Les résultats obtenus par cette technique sur plusieurs systèmes couches/substrats sont présentés et commentés.

Selon la composition chimique et la température, les aciers présentent deux phases à l'équilibre : austénite et ferrite. La solubilité quasi nulle du carbone et de l'azote dans la ferrite à température ambiante favorise la précipitation de carbures et/ou de nitrures pouvant conduire au durcissement de la matrice. Pour les fortes teneurs en carbone, apparaît une phase eutectoïde dure, la perlite, constituée de lamelles de ferrite et de cémentite (carbure de fer). Les aciers ferrito-perlitiques (matrice ferritique avec des îlots de perlite) présentent une limite d'élasticité élevée avec des potentialités d'allongement importantes ; un durcissement complémentaire peut être obtenu par écrouissage (par exemple, les aciers steel cord). Un refroidissement rapide de l'austénitique conduit à des phases métastables dures : la martensite et la bainite. Selon la teneur en carbone et le schéma de refroidissement, on obtient généralement des structures multiphasées à matrice ferritique ; la transformation martensitique se produisant avec un changement de volume, la limite d'élasticité est affectée par la formation de ce constituant. Dans certains cas particuliers, l'austénite résiduelle après refroidissement se transforme progressivement en martensite durant la déformation. Cet effet TRIP (Transformation Induced Plasticity – Transformation induite par la plasticité) permet l'obtention d'une résistance élevée avec une ductilité importante. Ainsi, il est possible d'obtenir différentes familles d'acier couvrant un large domaine d'utilisation. La modélisation de leur comportement mécanique doit permettre de définir les structures optimales pour une tenue mécanique visée.

Les aciers TRIP présentent une ductilité élevée et une forte résistance. Cette propriété remarquable trouve son origine dans la transformation martensitique de l'austénite. Ce comportement est modélisé avec une approche par transition d'échelle en utilisant le cadre de la thermomicromécanique pour déterminer les forces motrices ainsi que les lois de germination et de croissance qui contrôlent l'évolution de la microstructure. La présence de frontières mobiles et la discontinuité du champ de déformation au passage de ces interfaces sont prises en compte dans l'écriture des équations de champs. On montre que le champ de contrainte interne associé à la transformation se compose d'une contribution à longue distance responsable de la sélection des variantes et d'une contribution locale liée à la morphologie des microdomaines et au mode de croissance. On utilise une approche cristallographique à variables internes pour déterminer ces contributions. L'utilisation d'un modèle auto-cohérent classique permet ensuite de décrire le comportement global. Les résultats numériques obtenus sont comparés avec les données expérimentales pour un alliage FeNi et un acier TRIP 0,2C-1,5Si-1,5Mn élaboré par l'IRSID.

Les hautes propriétés spécifiques des matériaux composites à matrice d'alliage de titane renforcée unidirectionnellement par des filaments de carbure de silicium permettent d'envisager leur emploi pour des applications aéronautiques. Après une brève description des constituants et du mode d'élaboration, les principaux mécanismes d'endommagement sont présentés. Les ruptures de filaments sont observées dans le cas d'une sollicitation longitudinale tandis que la rupture de l'interface est mise en évidence dans le cas d'une sollicitation transverse. Diverses approches multiéchelles destinées au dimensionnement de pièces en composite SiC/Ti sont ensuite envisagées. Une analyse basée sur la description du mécanisme de rupture des filaments permet d'estimer la contrainte à la rupture dans le cas d'une sollicitation longitudinale. Une méthode de transformation de champ permet d'obtenir une loi de comportement prenant en compte les contraintes résiduelles de fabrication. Elle est utilisée pour le calcul d'un disque de compresseur de turboréacteur renforcé circonférentiellement par un composite SiC/Ti.

Dans un premier temps, les phénomènes à l'origine des contraintes résiduelles en injection de thermoplastique sont décrits, avec les spécificités liées aux polymères renforcés de fibres. Le refroidissement hétérogène associé à une variation de comportement mécanique conduit aux contraintes d'origine thermique, auxquelles il faut ajouter les contraintes dues à la pression dans la phase fluide figée par la solidification. Les fibres de renfort introduisent une hétérogénéité et une anisotropie de comportement mécanique et de retrait. Dans un deuxième temps, une méthode de mesure des contraintes résiduelles basée sur l'enlèvement de couches et la mesure des moments de flexion est présentée. Elle permet la mesure des contraintes résiduelles pour des matériaux anisotropes comme les thermoplastiques renforcés de fibres. En général, on obtient des contraintes de traction en cœur, et de compression en peau. L'effet du fraisage pour enlever les couches est évalué. La pression et le temps de maintien, la température de régulation du moule, le taux de fibres influencent les profils de contraintes.

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.

Au cours des procédés de fabrication utilisant le PET (Poly-éthylène Téréphthalate) les déformations biaxiales vécues par le matériau induisent des changements importants de sa microstructure. La compréhension de ces modifications est cruciale pour permettre la mise au point de modèles prédictifs des caractéristiques mécaniques finales. Afin d'identifier les effets d'une sollicitation thermomécanique complexe sur la microstructure (cristallinité, orientation moléculaire, taille des zones cristallines), des essais de traction biaxiale, à chaud, ont été réalisées sur des éprouvettes amorphes. La microstructure du matériau a ensuite été étudiée par densimétrie, dichroïsme infra-rouge et diffraction X. Les influences du taux, de la vitesse et de la température d'élongation ainsi que du séquençage ont été étudiées.