La simulation numérique joue un rôle croissant dans la conception des navires à côté des ou associée aux approches réglementaires édictées par les sociétés de classification. Ce texte, non exhaustif, veut illustrer les tendances actuelles et les difficultés rencontrées dans l'approche simulation numérique. Celles-ci sont de plusieurs ordres : problèmes de modélisation liés à la taille des structures et à la nécessité d'une approche multi-échelle, problèmes de méthodologie liés à la complexité de l'environnement, problèmes de couplage fluides structures. Enfin ces études doivent se dérouler dans un temps extrêmement court, avec des informations qui se précisent au cours du déroulement de l'étude, informations entachées d'incertitudes et de dispersions. Les grands codes éléments finis généralistes disponibles sur le marché sont en général utilisés, associés à des outils et développements spécifiques si nécessaire, dans des chaînes de calcul plus ou moins intégrées. Les situations extrêmes ou accidentelles font l'objet d'études assez sophistiquées, nécessitant un travail d'interprétation important.

Après avoir rappelé les principes de la modélisation physique en centrifugeuse, technique aujourd'hui très répandue, plusieurs exemples d'expérimentations réalisées au LCPC, sur des modèles réduits de fondations et d'ouvrages maritimes sont présentés. Ces études sont le plus souvent entreprises pour contribuer au dimensionnement d'ouvrages réels (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.

Une modélisation du transport de l'humidité dans des plaques minces stratifiées, qui intègre 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 forte diffusivité, est tout d'abord établie par des techniques asymptotiques, puis introduite au niveau des intercouches d'une plaque mince stratifiée. Des développements asymptotiques selon l'épaisseur de la plaque permettent alors de proposer un modèle bidimensionnel équivalent pour le comportement hygroscopique de plaque lamifiée dans le cas où les faces supérieure et inférieure de la plaque sont hygroscopiquement isolées. Des applications numériques viennent enfin valider et illustrer ces modèles asymptotiques.

In spite of his great applied interest, the tensile strength of brittle materials, and chiefly that of ceramics, is difficult to measure directly by classical tensile tests. This results from the difficulties induced both by the samples machining and their grip on the testing machine. So, it is common to perform indirect determinations on the basis of strength values obtained in 3 or 4 points bending tests on prismatic samples. In the case of massive or hollow cylindrical samples, the diametral compression tests seem to be the best measurement technique, but these tests require refined experimental approach to lead to significant results. In order to characterise these care, two original experimental devices, one dedicated to massive cylinders, the other to hollow cylinders, have been built. The comparison of results thus obtained with those given by the classical bending tests permits to specify the validity and the limits of the techniques here developed.

Cet article présente un modèle de connaissance pour mieux comprendre et expliquer les mécanismes à l'origine de la formation de la soudure dans le procédé de soudage par point en nous limitant ici au cas d'assemblages symétriques de tôles nues en acier extra-doux. Dans une première approche, on considère un modèle simplifié prenant en compte les couplages entre les phénomènes électrique, thermique et métallurgique dans l'assemblage mais en supposant les surfaces de contact constantes aux interfaces électrode-tôle et tôle-tôle. Dans une seconde approche le modèle est complété par un calcul mécanique qui permet de calculer les évolutions des surfaces de contact. Les résistances de contact électrique et thermique sont mesurées en fonction de la température et de la pression sur un dispositif expérimental conçu à cet effet. La variation des profils des électrodes en fonction du nombre de soudures réalisées et ses conséquences sur les surfaces de contact sont de même présentées. Le modèle numérique est validé en comparant, d'une part, la taille et la forme des points soudés relevées expérimentalement et calculées numériquement et, d'autre part, les cinétiques thermiques mesurées et calculées dans les électrodes et les tôles. Les techniques d'instrumentation mises au point visent à limiter les perturbations inévitables générées par l'intrusion des capteurs. Les hypothèses et les jeux de données considérés dans le modèle pour définir les conditions interfaciales sont enfin discutés.

L'objectif de cette étude est de définir à terme un outil fiable de dimensionnement d'assemblages collés pour favoriser l'utilisation de cette technique d'assemblage, en particulier, dans le domaine des structures marines et sous-marines. Un dispositif de type "Arcan", adapté pour l'étude du comportement d'un assemblage "métal-métal", a été développé pour se concentrer sur l'analyse du comportement de la colle en films minces. Pour analyser la cinématique de la déformation du joint de colle nous avons utilisé un système de mesure sans contact par corrélation d'images. Ainsi différentes caractéristiques du comportement non-linéaire de la colle ont été observées. Les premiers résultats obtenus pour les collages mixtes (acier, aluminium, composite) montrent des comportements similaires de la colle pour la procédure proposée. De plus, des contrôles de qualité par DSC, et des études de cuisson par DMA sont réalisées pour vérifier la conformité de la procédure de collage.

Les outils numériques actuels permettent de prendre en compte la majorité des paramètres prévisibles et quantifiables intervenant dans la conception, la fabrication et la mise au point d'un produit et permettent de mettre en place des modèles numériques tridimensionnels très précis. Ce travail présente une étude de faisabilité dans le cadre d'une démarche d'optimisation de forme des pièces de sécurité automobiles obtenues à partir de tôle à Haute Limite Élastique (H.L.E). La méthode proposée repose sur un algorithme d'optimisation utilisant des plans d'expériences. Elle permet de déterminer l'influence de la forme des pièces sur leur comportement statique en traction afin de simuler la résistance au choc de l'attache lors de son dépliage. La méthodologie des surfaces de réponse est utilisée dans un contexte d'optimisation pour l'exploitation des résultats. La technique numérique adoptée est basée sur la théorie de l'élastoplasticité couplée au dommage et avec écrouissage isotrope. La formulation de l'endommagement ductile isotrope de Lemaître utilisée permet une simulation fiable dans le cadre de la méthode des éléments finis à travers une étude paramétrique et comparative de trois formes géométriques d'attaches. Les calculs qui sont effectués sur le code ABAQUS/standard ont montré que le rayon du trou oblong permettant l'accrochage de la ceinture, est le paramètre géométrique qui a l'effet le plus prononcé sur les résultats de l'étude. L'analyse par surfaces de réponse montre que l'état de contrainte de von Mises n'évolue que très peu en fonction des autres variables considérées, mais par contre que les valeurs des contraintes sont beaucoup plus importantes quand le rayon du trou oblong augmente.

Les méthodes mécano-fiabilistes ont démontré leur efficacit é dans la prise en compte des incertitudes lors de la conception de syst èmes mécaniques. Elles reposent sur une modélisation mé canique du comportement du système vis-à-vis des modes de dé faillance et sur une description probabiliste des paramètres incertains intervenant dans les modèles de comportement. La perte de la fonction que doit satisfaire un système mécanique résulte de l'occurrence de situations potentielles telles que celles mises en évidence au cours d'une analyse par arbre de défaillance (PerfectFault Tree Analysis – P-FTA), par exemple. L'intérêt d'un tel arbre est d'identifier chaque scénario de défaillance au niveau le plus él émentaire possible. À cette démarche qualitative, nous associons une démarche quantitative basée sur les méthodes probabilistes de fiabilité afin de mesurer l'importance de chaque variable et de chaque combinaison de variables dans la perte de fonction. Nous proposons donc une m éthode d'analyse fiabiliste de systèmes mécaniques au moyen d'arbres de défaillance physiques et probabilistes. La méthodologie proposée est illustrée au moyen d'une application concernant la rupture d'un arbre de boîte de vitesses.

L'optimisation de l'angle de pression dans la transmission Slide-o-Cam est rapportée dans cet article. Cette transmission est basée sur le mécanisme Slide-o-Cam, un mécanisme à cames associées à des galets montés sur une glissière. Dans cette transmission, le mouvement est transmis via un contact de pur roulement sans glissement. Ainsi, les frottements sont moins importants que dans les transmissions à crémaillère ou à vis à billes. L'angle de pression est un indice de performance approprié pour caractériser cette transmission parce qu'il caractérise la force transmise entre une came et un galet. Deux stratégies de conception sont étudiées, à savoir, (i) l'augmentation du nombre de lobes sur chaque came et (ii) l'augmentation du nombre de cames. Cette transmission est conçue pour remplacer les vis à billes actuellement utilisées par l'orthoglide, un robot parallèle à trois degrés de liberté développé à l'École Centrale de Nantes pour des applications d'usinage à grande vitesse.

En tribologie, un moyen de progresser efficacement dans la compréhension des phénomènes de couplage mécanique/thermique/environnemental sur la réactivité au niveau des surfaces et des interfaces est l'expérimentation où les conditions de contact sont parfaitement contrôlées (en termes de pression partielle d'oxygène, d'humidité ou sous vide, et de température). Pour cela, un tribomètre environnemental a été développé. L'objet de cet article est d'exposer les solutions technologiques adoptées, de présenter l'instrumentation (capteurs de force, de déplacement, de pression, de température, de résistance de contact, analyseur de gaz in situ), et de décrire les performances de ce prototype.

L'objectif de l'étude est de caractériser thermiquement des nouveaux matériaux, utilisés dans les protections thermiques : les matériaux thermo-dégradables. À cet effet, des moyens de mesure répondant aux spécificités, intrinsèques et d'utilisations, des matériaux thermo-dégradables ont été développés par l'onera.