La dynamique des fils, et en particulier le problème de la "corde vibrante", a de nombreux champs d'application et met en jeu de multiples phénomènes complexes que seule une modélisation rigoureuse en déplacements finis peut faire apparaître. Les difficultés auxquelles on se heurte, avant tout liées à la cinématique, sont celles rencontrées en mécanique des poutres, cadre général dans lequel on se place. Le mouvement étant tridimensionnel, on détaille le paramétrage permettant de rendre compte facilement de la torsion matérielle. On s'attache ensuite à construire les équations du mouvement pour un fil linéairement élastique dont la tension dépend aussi de la torsion. Ces équations exhibent de nombreux couplages dont les mécanismes peuvent être mis en évidence par projection sur les modes spatiaux dans le cas d'extrémités fixes. Le système d'équations modales obtenu fait apparaître des règles de sélection précises portant sur la distribution spatiale des modes, la modulation des parties temporelles n'intervenant qu'en terme d'efficacité sur les couplages.

De nombreuses courbes de percée, obtenues en particulier en milieu poreux insaturé avec des traceurs passifs, décroissent comme des puissances du temps. Ce comportement est incompatible avec les lois de Fourier et Fick, par contre il correspond aux solutions d'une vaste classe d'équations aux dérivées partielles, incluant des opérateurs non-locaux en temps. De plus, ces équations représentent la limite macroscopique d'un grand nombre de modèles à petite échelle. Ce résultat, qui a été démontré à l'aide d'une méthode probabiliste dans le cas de paramètres uniformes et constants, est illustré par des simulations numériques dépassant ce cadre.

Cet article présente une méthodologie d'identification du comportement de mousses polymères hyperélastiques à partir de mesures de champs par corrélation d'images et de la technique d'identification dite méthode des champs virtuels. Dans un premier temps, les constantes élastiques à faible déformation sont identifiées à partir d'un essai de flexion/cisaillement. Ensuite, une loi hyperélastique de type Ogden est identifiée à partir d'un essai de compression uniaxiale. On observe une forte localisation des déformations en raison de l'effondrement élastique des cellules de la mousse, confirmant qu'une approche basée sur la réponse globale force/déplacement ne permettra pas l'identification d'un comportement matériau (effet de structure). Cette étude préliminaire montre le potentiel de la démarche même s'il reste encore beaucoup à faire pour fiabiliser cette approche.

The focus of this study has been to fully describe the mechanical properties and behaviour of an extruded Wood Plastic Composite product. The use of plasturgy technologies for the elaboration of lignocellulose reinforced composites raises fundamental questions about the behaviour of these materials. Mechanical properties of a composite depend generally on fibre content, fibre/matrix interface link or added coupling agents. Processes play an important role on the reinforcement distribution in the matrix. The main purpose of this paper is to describe mechanical behaviour of WPC composites which are manufactured using an extrusion process. So, complete set of experiments has been realised: tensile, compressive, bending and shear tests. Longitudinal direction refers to extrusion process directional flow and transverse direction specimens have been tested. Mechanical performances of Wood Plastic Composites depend also on the link of fibre/matrix interface, fracture surface has been analysed using an optical microscope.

Although boiling process has been a major subject of research for several decades, its physics still remain unclear and require further investigation. This study aims at highlighting the effects of surface wettability on pool boiling heat transfer. Nanocoating techniques were used to vary the water contact angle from 20 to 110° by modifying nanoscale surface topography and chemistry. The experimental results obtained disagree with the predictions of the classical models. A new approach of nucleation mechanism is established to clarify the nexus between the surface wettability and the nucleate boiling heat transfer. In this approach, we introduce the concept of macro- and micro- contact angles to explain the observed phenomenon.

Cet article décrit la stratégie expérimentale développée afin d'améliorer la modélisation des écoulements diphasiques liquide-vapeur présents lors de la mise en froid de moteurs-fusée par des fluides cryogéniques en micro pesanteur. Une analyse de similitude est faite afin de déterminer les nombres adimensionnels pertinents pour le dimensionnement d'une expérience similaire à ces écoulements. Une analyse bibliographique sur les expériences menées en micro pesanteur, la température de remouillage et le flux lors de l'ébullition en film montre le manque de modèles adaptés à la micro gravité. Des résultats de "quenching" d'un tube de pyrex par du FC72 lors de vols paraboliques sont présentés, en particulier l'impact du niveau de gravité et du sous refroidissement sur la température de remouillage et le flux lors de l'ébullition en film. Les résultats montrent une baisse du transfert thermique en micro pesanteur et une augmentation de la température de remouillage.

This paper presents a modelling study of a ball bearing dynamic behaviour with different defects types, which is part of an investigation related to the modelling of machinery rotating components. Our contribution in this work is a proposition of a five-degree of freedom model describing the nonlinear dynamic behaviour of a ball bearing. The aim is a parametric formulation of the ball bearing stiffness which allows the introduction of the defects characteristics. This approach is a result of an intrinsic structural behaviour making it different from methods which introduce external impulsion to simulate defects. Hence, a more realistic dynamic ball bearing defect simulation is obtained for better use in design and maintenance domain. This simulation can be formulated by two methods. The first, partial contact method, is based on elimination of some ball stiffness. The second one imposes displacement in the system response. Obtained results give response forms similar to standards and to different author’s results (theoretical and experimental) found in the literature. The developed model is simple, compact as compared to existing ones and we can express our satisfaction about this promising model.

Dans le cadre d'une formation en mécanique, les travaux pratiques de mécanique des milieux déformables sont nécessaires aux étudiants afin qu'ils puissent mettre en pratique des notions abstraites tels que les tenseurs des contraintes et des déformations. Afin de mieux adapter ces séances de travaux pratiques aux attentes des étudiants actuels, nous avons choisi de décomposer ces séances en parties expérimentales et numériques. L'objectif de cet article est de présenter un exemple de travaux pratiques (compression d'un disque le long d'un diamètre) et de montrer les apports pédagogiques de la démarche adoptée pour l'étudiant.

La rétro-conception géométrique est un processus permettant l'obtention d'un modèle numérique à partir d'un objet réel préexistant. Le processus de prise de mesures est l'étape initiale conditionnant cette démarche. Plusieurs solutions commerciales performantes existent, mais sont trop souvent des boîtes noires pour l'utilisateur. Les limites inhérentes aux principes physiques utilisés ne sont pas directement perceptibles. Dans le cadre de travaux pratiques de rétro-conception, les étudiants expérimentent la mesure 3D d'un élément de carrosserie avec un montage simple qui se compose d'un vidéoprojecteur et d'un appareil photo numérique. La méthode testée est celle de la lumière structurée avec codage en binaire réfléchi de la position des franges. À partir de la disposition spatiale du dispositif expérimental et des prises de vue, les étudiants doivent analyser le contenu 3D des images à l'aide de logiciels génériques non dédiés. Ceci leur permet d'estimer les sources d'erreurs expérimentales ou de traitement des images. L'étape ultime est l'intégration des données numérisées dans une solution CAO où une comparaison avec un modèle numérique est possible.

We consider binary mixtures of fluids with components having different temperatures. A new dynamical pressure term is associated with the difference of temperatures between components even if bulk viscosities are null. The non-equilibrium dynamical pressure can be measured and may be convenient in several physical situations as for example in cosmological circumstances where a dynamical pressure played a major role in the evolution of the early universe.

Le travail présenté dans ce document s'inscrit dans le cadre d'un projet de recherche français de 3 ans dédié à l'utilisation de matériaux composites dans la construction navale. Dans ce projet, il est prévu d'utiliser le code CFD FDS-5 avec un modèle de pyrolyse pour tenir compte de la contribution de cloisons en matériau composite sur le développement du feu, dans le cadre de la simulation de scénarios incendies à bord d'un navire. Pour garantir la qualité de ces simulations, une méthode de validation progressive des modèles utilisés a été suivie. Cette méthode est basée sur une approche combinée expérience-simulation à échelle croissante. Pour illustrer la démarche, on présente ici les résultats d'une étude expérimentale du comportement au feu d'un échantillon de matériau composite, sur un banc d'essais à petite échelle, puis la simulation des essais correspondants.

La rhéologie sanguine est complexe et non-linéaire. Elle présente, dans les plus petits vaisseaux, des variations de viscosité effective importantes liées au confinement des globules rouges dans les capillaires et des dissymétries de répartition des globules rouges aux bifurcations. Ces deux effets, appelés effet Fåhræus-Lindquist et ségrégation de phase, conduisent à une modélisation non-linéaire du flux sanguin en réponse à une différence de pression imposée. Le calcul numérique complet de différents modèles non-linéaires de rhéologie sanguine, dans des géométries réelles tridimensionnelles de micro-réseaux vasculaires, permet d'exhiber certaines propriétés remarquables de ces écoulements et de ces modèles. D'une part, nous constatons que différents modèles conduisent à des répartitions de la pression sanguine très proches, pour une gamme d'hématocrite systémique imposée physiologique. D'autre part, différents modèles de ségrégation de phase conduisent à des répartitions d'hématocrite très différentes. Toutefois, la répartition de l'hématocrite n'affecte que très faiblement la répartition de la pression. Ce constat nous montre que c'est la micro-structure vasculaire qui impose la distribution de pression, alors que les variations de viscosité sanguine avec l'hématocrite impactent finalement faiblement sur cette distribution.

Sous compression cyclique, les mousses polymériques montrent une perte progressive de résistance lorsque le nombre de cycles augmente. Le recouvrement de résistance après une période de repos suggère que ce comportement puisse être décrit par un effet de mémoire à long terme. On propose un modèle viscoélastique fondé sur la coexistence d'une énergie élastique non convexe et d'une dissipation de type visqueux. Des essais expérimentaux montrent la bonne correspondance entre le modèle et le comportement observé.

L'objectif de cette étude est de faire dialoguer la simulation numérique et l'expérience pour étudier le comportement en traction d'un multicristal en alliage à mémoire de forme de type CuAlBe. Ce dialogue permet de comparer qualitativement les distributions de transformation martensitique, observée à travers un microscope à grande distance frontale, avec celle obtenue par simulation numérique en utilisant une loi de comportement thermomécanique. Cette loi est basée sur la description de la transformation martensitique à l'échelle du réseau cristallin, elle est implantée dans le code Abaqus®. Les conditions aux limites appliquées lors de la modélisation correspondent aux déplacements mesurés sur les sections frontières par une technique de corrélation d'images. Les propriétés géométriques et cristallographiques des différents grains du multicristal sont quantifiées expérimentalement. L'essai de traction est réalisé à température ambiante où l'alliage a un comportement superélastique. Une bonne corrélation entre les observations expérimentales et les résultats numériques est observée.

The transient dynamics of evacuated and fluid-filled circular elastic shells, submerged in an infinite fluid medium and subjected to an external weak shock wave, is considered in this paper. This circular shell/acoustic medium interaction problem has already been tackled with simplified thin shell models, based on the Love-Kirchhoff hypotheses for the structural dynamics. In this case, the resulting radiated pressure field displays some discrepancies related to the A0/S0 waves when compared to the experimental data available in the literature for the evacuated case. These drawbacks are overcome here by the use of an isotropic elastic model for the structural dynamics and an inviscid acoustic flow for the fluid dynamics, in a two-dimensional framework. The approach is based on the methods of Laplace transform in time, Fourier series expansions and separation of variables in space. For the fluid-filled case, the transient thick shell-weak shock wave interaction problem is explored and the radiated acoustic field described.

Ces travaux montrent la pertinence et l'utilité de la modélisation du cytosquelette des cellules par systèmes mécaniques précontraints. Ces recherches s'inscrivent dans le champ de la biomécanique cellulaire et tissulaire et deux applications sont proposées. On présente tout d'abord la recherche de forme d'une cellule isolée par modèles de tenségrité non réguliers, puis on propose une combinaison entre les modèles granulaires et l'analogie de tenségrité. L'extension prospective aux assemblages multicellulaires avec notion d'autocontrainte partagée, par modèles de grilles de tenségrité est ensuite présentée.

Nanocomposites with platelet reinforcements are emergent materials whose deformation mechanisms still need to be carefully investigated. In this study, we first present the studied class of nanocomposites (Polypropylene reinforced by Montmorillonite clay nanoplatelets). From uniaxial tensile tests, it is shown that some mechanical characteristics of the nanocomposite (Young's modulus, yield stress) significantly increase compared to the matrix even for very low volume fraction of reinforcements (maximum of 7% mass fraction for our tested specimen). The Ponte Castañeda and Willis [6] bound is adopted to account for the evolution of the elastic behavior of the material [7]. Adapting the Hill-type incremental method [13] allows the simulation of the non linear behaviour of the material. However, it is shown that this scheme requires careful choice of the aspect ratio, in the plastic domain, to provide good predictions of plasticity.

La caractérisation non destructive des structures en béton par propagation d'ondes ultrasonores permet d'accéder aux vitesses voire atténuations et spectres fréquentiels pour diagnostiquer une pathologie ou un état du matériau. La forte hétérogénéité du béton au regard des longueurs d'ondes conduit à des phénomènes de diffusion et de non linéarité acoustique. Les conséquences sur les paramètres ultrasonores sont analysées tant sur l'aspect propagation que rétrodiffusion.

Dans certains procédés de mise en forme, tel que le laminage, l'apparition des contraintes résiduelles est inévitable et peut engendrer le flambage qui se traduit en défauts géométriques. Ceci exige la modélisation de ce phénomène d'instabilité mécanique afin de bien définir la forme et l'amplitude de ces défauts. Cela nécessite un modèle complet ayant des capacités pour le calcul du post-flambage. Dans le présent article, on présente un modèle de flambage possédant la faculté de détecter la charge critique de flambage et la forme post-flambée d'une plaque sous contraintes résiduelles. Des applications à des cas académiques et un cas de laminage seront aussi traités.

L'objet de ce travail est de présenter les premiers résultats de modélisation et simulation du comportement vibratoire non-linéaire d'une plaque circulaire stratifiée munie de couches en matériau piézoélectrique, élément principal d'un capteur de masse MEMS. La modélisation permet de prendre en compte (i) le couplage électromécanique lié à la pastille piézoélectrique, (ii) la structure stratifiée des membranes, (iii) l'état précontraint au repos de la membrane et le flambage éventuel et (iv) les vibrations non-linéaires qui produisent un effet raidissant ou assouplissant. Le modèle non-linéaire et sa résolution, par méthode de continuation et équilibrage harmonique, sont présentés, pour dégager le comportement de la membrane en régime forcé.