We present here a visualization environment for the train industry, where engineers, designers or executives can discuss and analyze visual, aesthetics and ergonomic issues of a train model before it is built. Instead of building a full-size real model, which is not too practical at all regarding design modifications, a virtual model is built in the digital realm, thus taking advantage of the flexibility it offers while keeping costs at approximately one third of the real model.The environment is based on a low cost, PC-based, CAVE-like architecture, (which we have named CLS, or CAVE-Like System) and combines static and dynamic computer generated imagery, both with and without stereoscopy for 3D visualization, as well as Augmented Virtuality techniques for the integration of the train with its environment. The system has already been tested and used by the Spanish companies Renfe and CAF in the design of the new Civia train.

Cet article propose la mise en œuvre de schémas numériques permettant le calcul d'écoulements diphasiques liquide-vapeur monodimensionnels instationnaires. Les cas tests classiques sont décrits avec leur étude de convergence. Des comparaisons avec des résultats expérimentaux stationnaires sont aussi données.

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.

Née avec les premiers vols habités, la recherche dans le domaine des sciences de la matière en micropesanteur est pratiquée aujourd'hui par une communauté nationale et internationale qui a appris à utiliser avec pertinence un outil qu'elle n'avait pas demandé et pour la mise en place duquel elle avait peu été consultée. L'étude à des fins scientifiques ou technologiques des phénomènes physiques en micropesanteur est devenue un élément de la recherche spatiale. Après avoir rappelé comment se manifeste l'ambiance de micropesanteur, nous montrons comment au cours des dernières années et pour se limiter à la communauté scientifique française, celle-ci a obtenu des résultats remarqués qu'il aurait été impossible d'obtenir au sol notamment dans le domaine de la solidification d'alliages métalliques et de la physique des fluides au voisinage du point critique. Nous présentons le bilan et les perspectives dans les cinq domaines principaux dans lesquels ont été classés les actions de recherche en micropesanteur pour lesquels nous présentons les éléments les plus significatifs: la solidification et la croissance cristalline, la combustion, les interfaces fluides, les objets lévités et les fluides critiques et supercritiques. Nous rappelons les liens importants qui existent entre ces travaux et la gestion des fluides en orbite. Nous présentons enfin un projet d'expérimentation dans la Station Spatiale Internationale qui est le plus représentatif de ceux qui sont à la fois pertinents et porteurs de résultats de premier plan, la formation des structures lors de la croissance d'alliages eutectiques modèles transparents.

Nous présentons dans cet article quelques réflexions sur l'utilisation de la Réalité Virtuelle et des techniques adjacentes en conception de produits. La Réalité Virtuelle est présentée comme un outil d'aide à la décision en milieu industriel, mais aussi comme un facteur nécessaire auprès des futurs utilisateurs de produits. Cet article s'appuie sur une bibliographie qui consiste à positionner la Réalité Virtuelle dans un processus de conception. Il positionne aussi un ensemble d'articles récents, développés au cours de la conférence Virtual Concept 2002.

Nous proposons une méthode d'estimation du flux de chaleur dans un outil de coupe lors d'une opération d'usinage par tournage et fraisage. Le modèle du comportement thermique de l'outil, reliant ce flux à la température mesurée en un point de l'outil, est obtenu au sens de l'identification de système non entier. Nous réalisons pour cela un dispositif de mesure de la température dans l'outil ainsi qu'un banc expérimental de caractérisation permettant de mesurer et de contrôler le flux de chaleur appliqué sur l'outil. Le modèle obtenu, après la phase d'identification des paramètres, permet de calculer la réponse impulsionnelle. Cette réponse est alors utilisée dans une procédure d'estimation séquentielle du flux.

Nous étudions ici la lubrification d'un palier dans une zone très localisée où l'épaisseur du film est particulièrement faible. Le problème ainsi posé est un problème de lubrification élastohydrodynamique rugueuse où il y a de fortes variations relatives d'épaisseur de film. Nous comparons les résultats obtenus dans cette situation par les équations de Navier-Stokes d'une part et par l'équation de Reynolds d'autre part. Puis nous regardons les influences mutuelles des différentes fréquences spatiales de la rugosité et du film lubrifiant.Les travaux en lubrification sont nombreux. Nous rappelons le classement bien connu des situations de lubrification, explicité sur une courbe de Stribeck, qui ordonne selon les épaisseurs croissantes de film, la lubrification limite, la lubrification mixte et la lubrification en film complet. Ceci nous conduit à considérer notre situation micro-élastohydrodynamique comme intermédiaire entre les lubrifications limite et mixte. Nous proposons ensuite une revue bibliographique montrant les deux approches, statistiques et déterministes, utilisées généralement pour intégrer la rugosité dans les équations de la lubrification élastohydrodynamique. Nous justifions ainsi le choix d'une approche déterministe pour notre étude.Les hypothèses et les méthodes utilisées par notre modèle étant ainsi précisées, nous présentons alors les résultats concernant les deux objectifs cités précédemment.

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.

Dans le cas d'un produit unique et non évolutif, on ne rencontre que très peu de difficultés à la représentation des données le concernant. Cependant dans un contexte de forte diversité, il s'avèreimpossible de représenter explicitement chaque produit par une nomenclature spécifique. L'article présentéici porte sur la modélisation des familles de produits. Afin de représenter une grande diversité de produitsla structuration des données techniques est abordée par la codification des objets techniques et leurclassification. Les modèles de représentation basés sur les liens sont exposés. Les modèles génériques dereprésentation de la diversité sont montrés avec les modèles de configurations. Finalement les principauxpoints de consensus sont relevés ainsi que les manques quand à la dynamique de versionnement et à lareprésentation du processus.

Les propriétés des fluides supercritiques sont à mi-chemin entre celles des gaz et celles des liquides ; ces propriétés peuvent en outre être considérablement modifiées par simple variation de la pression et/ou de la température. Cette spécificité est à l'origine de nombreuses applications dans lesquelles les fluides supercritiques se présentent comme des substituts de choix aux solvants organiques traditionnels. L'extraction et la purification sont les premières applications à avoir été développées ; la facilité de séparation du solvant et des solutés extraits par simple dépressurisation constitue l'atout majeur de cette méthode. Plus récemment d'autres applications très prometteuses ont émergé. Elles concernent les domaines de la réaction chimique, de la chromatographie et du traitement du solide.Initialement freinées dans leur développement par des coûts d'investissement supérieurs à ceux des procédés traditionnels, ces techniques supercritiques connaissent depuis peu un net regain d'intérêt, lié entre autres aux contraintes environnementales de plus en plus fortes pesant sur l'utilisation des solvants traditionnels.

Une procédure numérique est développée pour étudier les effets de la forme du raccordement rainure/coussinet (carrée, et arrondie avec différents rayons de courbure) d'un palier hydrodynamique sur le développement de l'écoulement, le débit et la distribution de la pression. Les équations bidimensionnelles de Navier-Stokes, écrites pour un écoulement laminaire d'un lubrifiant incompressible, sont résolues numériquement par la méthode des éléments finis en utilisant la méthode de chargement par incrémentation. La simulation numérique utilise la vitesse de l'arbre et la pression d'alimentation comme paramètres dynamiques, alors que le rayon de courbure de raccordement rainure/coussinet est utilisé comme paramètre géométrique. Le travail présenté dans cet article souligne que la pression d'alimentation, l'interaction de la couche de cisaillement avec l'écoulement dans la cavité et l'interaction du coussinet avec le domaine de la rainure à travers un raccordement carré ou arrondi influencent l'écoulement, aussi bien que la magnitude et le profil des pressions et des vitesses dans la rainure. Il est en particulier montré qu'un choix judicieux de profil de raccordement – à pression d'alimentation égale – permet de doubler l'apport de fluide frais dans le film lubrifiant.

Cet article décrit une procédure d'identification des composantes non-linéaires d'une structure mécanique à partir de mesures spectrales de la sollicitation et de la réponse. Elle suppose des sollicitations aléatoires stationnaires large bande. La méthode repose sur la minimisation de l'écart quadratique moyen entre la densité spectrale de puissance mesurée et une approximationsemi-analytique de cette dernière obtenue par linéarisation stochastique à paramètres aléatoires de l'équation du mouvement. La notion de modes couplés non-linéaires dépendant d'une seule variable scalaire (liée àla norme des amplitudes modales de la réponse non-linéaire) est utilisée pour construire le modèle linéaire équivalent. L'aspect aléatoire de ce modèle est introduit à l'aide de la loi de probabilité de l'énergie modale de la réponse non-linéaire.La méthode est utilisée pour identifier les supports non-linéaires d'une poutre à partir de mesures.

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.

Les espaces de visualisation immersive se développent dans de nombreux secteurs de la recherche et de l'industrie où ils s'intègrent de plus en plus dans les chaînes de décision, de développement ou de production. Se pose alors la question délicate de l'utilisation optimale des applications logicielles dans ces environnements. Dans cette étude, nous définirons tout d'abord une séance de travail immersive et ses contraintes en termes d'interaction. Nous passerons ensuite en revue les nombreuses solutions matérielles et logicielles déjà proposées pour repousser les limites du modèle du clavier et de la souris. Puis, à partir d'une synthèse des besoins industriels de commande des applications, nous proposerons d'imiter un modèle d'interacteur très usuel qui a fait ses preuves en utilisation domestique : la télécommande. Nous présenterons enfin le prototype que nous avons implémenté sur la base d'un assistant personnel numérique de type PocketPC connecté à un réseau radio sans fil et la bibliothèque de classes C++ associée qui permet de l'utiliser très rapidement dans n'importe quelle application.

A method was developed for numerical simulation of generation and meshing of Klingelnberg bevel gears. Tooth surfaces were modified from theoretical shapes along both the width and height of teeth. Effects of axis misalignments due to assembly are also considered in order to defined tooth contact evolutions.

La crise d'ébullition est une transition entre deux régimes d'ébullition :ébullition nucléée (la bulle se forme sur la surface chauffante) et ébullition en film (la surface chauffanteest couverte par un film continu de vapeur séparant la surface chauffante du liquide). Dans cettecommunication, nous présentons un modèle physique de la crise d'ébullition basé sur le concept de recul devapeur. Nos simulations numériques de croissance thermiquement contrôlée montrent comment une bulle attachéeà la surface chauffante commence soudainement à s'y étaler, formant le germe d'un film de vapeur. La force derecul de vapeur ne provoque pas seulement l'étalement de la bulle, elle crée également une forceadditionnelle d'adhérence qui empêche le départ de la bulle de la surface chauffante lors de sa croissance.Près du point critique liquide-vapeur, la croissance de la bulle est très lente. Si, de plus, des conditionsde microgravité sont remplies, la bulle garde la forme convexe et il est possible d'observerexpérimentalement une augmentation de l'angle apparent de contact ainsi que la croissance de la tache sèche.Ces observations confirment l'explication proposée.

Le caractère spécifique d'une machine spéciale nécessite l'élaboration d'un cahier des charges dans lequel le client exprime son besoin. Il oriente et réalise cette étape en fonction de ses habitudes, sans qu'il n'existe une réelle méthode. En retour, le fournisseur consulté, au travers de son offre, s'engage à satisfaire ce besoin en termes de performances, de coûts, de délais et de qualité.Ainsi, la méthodologie proposée définit une stratégie d'élaboration et de maîtrise du cahier des charges. Elle permet d'assister le donneur d'ordres dans la formalisation de son besoin initial et d'aider le constructeur à traduire ce besoin et à analyser les aspects critiques associés afin d'élaborer un plan d'actions en diminution de risques lui permettant de satisfaire les exigences du client.

Virtual reality shows to be of use in several domains of manufacturing as a complementary tool to CAD/CAM environment. Design review is one of the very first application of VR in product design, but assembly/disassembly studies are also existing though they require some more specific work. But it can also be useful beyond the scope of common CAD software such as ergonomic studies. We will show an example from the RNTL PERF-RV project where we study the ergonomics of a car dashboard and more specifically of a push-button. We will discuss the issues raised by studying ergonomics thanks to Virtual Reality and force-feedback systems which are both hardware and software.

Afin de contrôler la température des ergols cryogéniques dans les réservoirs des lanceurs spatiaux, il est nécessaire de maîtriser des phénomènes thermodynamiques complexes. Pour les lanceurs du futur, l'apparition de phases à microgravité augmente cette complexité et exige des approches numériques plus complètes. Une phase caractéristique qui interviendra en microgravité dans les futurs lanceurs spatiaux est analysée ici : la dépressurisation des réservoirs cryogéniques. De par les difficultés pour réaliser des essais à grande échelle incluant une phase de microgravité avec un liquide cryogénique, on valide nos méthodes numériques par des essais au sol. Ces essais ont été réalisés sur le site de la Division des Techniques Avancées d'Air Liquide dans le cadre du programme franco-allemand COMPERE.

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.