Dans cet article nous présentons quelques plans d'essais accélérés pour estimer la fiabilité des produits. Les plans étudiés sont basés sur le modèle standard de vie accélérée (SVA) en considérant des estimations paramétrique et non-paramétrique. Des applications sur des trombones, soumis à de la fatigue oligocyclique, sont présentées pour illustrer ces différents plans.

Les matériaux sandwichs résultent généralement de l'association de deux semelles ou peaux de faible épaisseur, constituées de matériaux à haute résistance et haut module et d'une âme beaucoup plus épaisse et de faible densité. Ils ont pour avantages: une grande rigidité, une résistance à la rupture élevée associées à un faible poids par unité de surface. Malgré une activité de recherche et de développement sur ces matériaux, le comportement au cours de l'endommagement reste peu connu. L'objectif de cette étude est l'analyse du comportement en flexion 3-points de différents sandwichs au cours de la fatigue. Ils sont constitués de fibres de verre et de résine époxyde pour les peaux et de mousse PVC de différentes densités pour l'âme. Les essais de fatigue sont menés en contrôle déplacement. La réduction de la rigidité ou cours du cyclage est utilisée pour caractériser l'état d'endommagement des sandwichs. L'observation des faciès de rupture ont permis de relever les différents modes d'endommagement entraînant la rupture de l'éprouvette. Enfin, les durées de vie sont caractérisées par les courbes de Wöhler en utilisant le critère N10, correspondant à une réduction de la rigidité de 10 % par rapport à sa valeur initiale.

Cette étude porte sur la fissuration par fatigue des alliages TiAl élaborés par fonderie et par métallurgie des poudres (MdP). L'alliage issu de fonderie présente une microstructure essentiellement lamellaire, tandis que celui provenant de la MdP possède une microstructure majoritairement monophasée γ à grains équiaxes. Afin de mieux comprendre les mécanismes de propagation des fissures dans ces deux microstructures, le champ complet des déformations surfaciques a été mesuré en pointe de fissure au cours d'un essai de fissuration par fatigue. Pour cela, une méthode optico-numérique basée sur l'intercorrélation directe d'images numériques de mouchetis a été utilisée. Les résultats obtenus montrent que l'alliage TiAl à microstructure lamellaire présente une meilleure capacité d'accommodation des surdéformations en pointe de fissure. Ces résultats permettent d'expliquer la meilleure résistance à la fissuration de cet alliage.

Les problèmes vibratoires rencontrés lors de l'usinage en contournage de parois minces affectent la qualité de la pièce finie et dans une moindre mesure, la durée de vie de l'outil et de la broche. C'est pourquoi il est nécessaire de pouvoir limiter ces problèmes par un choix approprié des conditions de coupe. La théorie des lobes de stabilité permet de choisir les conditions de coupe adéquates en fonction du comportement dynamique de la pièce ou de l'outil. Nous introduisons ici les variations de comportement dynamique dues à la position de l'outil, dans le but d'obtenir des conditions de coupe optimales tout le long de l'usinage. Cette généralisation du tracé classique des lobes de stabilité nous conduit à représenter les lobes en trois dimensions. Ces résultats théoriques sont comparés à des usinages expérimentaux de pièces minces, en avalant.

Simple process models are applied to predict microstructural changes due to the thermal cycle imposed in friction stir welding. A softening model developed for heat-treatable aluminium alloys of the 6000 series is applied to the aerospace alloy 2014 in the peak-aged (T6) condition. It is found that the model is not readily applicable to alloy 2024 in the naturally aged (T3) temper, but the softening behaviour can still be described semi-empirically. Both analytical and numerical (finite element) thermal models are used to predict the thermal histories in trial welds. These are coupled to the microstructural model to investigate: (a) the hardness profile across the welded plate; (b) alloy softening ahead of the approaching welding tool. By incorporating the softening model applied to 6082-T6 alloy, the hardness profile of friction stir welds in dissimilar alloys is also predicted.

La théorie des lobes de stabilité en UGV est aujourd'hui maîtrisée pour des usinages suivant des trajectoires rectilignes et à engagement radial constant. Pour des trajets contenant des arcs de cercles, le diagramme des lobes de stabilité en trajectoire rectiligne n'est plus applicable directement. L'étude expérimentale qui suit propose différentes options et réglages permettant d'utiliser les lobes de stabilité en usinage rectiligne dans le cadre de l'usinage de poches. Les options de programmation de la commande numérique, la consigne de vitesse d'avance et l'engagement radial sont plus particulièrement étudiés et optimisés pour obtenir des conditions les plus stables possibles.

Les joints de dilatation jouent un rôle important dans les garnissages réfractaires. Ils permettent de diminuer les contraintes durant la montée en température. Il est alors nécessaire de les prendre en compte lors d'un calcul mécanique. Dans le cas où le garnissage est une maçonnerie (composée de briques), il n'est pas possible de modéliser chaque brique et joint. La solution proposée est de remplacer la maçonnerie par un matériau qui aurait le même comportement. Du fait qu'il est difficile de réaliser des essais sur un ensemble de briques (dans le but d'identifier les paramètres du matériau équivalent), ces chargements ont été simulés sur une cellule élémentaire en utilisant un modèle développé à l'échelle des composants, à laquelle les joints sont représentés par un contact. Une identification inverse a permis d'obtenir les paramètres d'un matériau équivalent simplifié qui a été validé à l'aide d'un essai thermomécanique sur une structure réelle.

Nous étudions l'écoulement dans le plan de sortie d'un jet tournant à grand nombre deReynolds généré à l'aide d'un nid d'abeilles tournantsuivi d'une tuyère convergente. Des mesures fil chaud réalisées en sortie de deux tuyères de taux de contraction différents montrent l'apparition progressive de turbulencepour des valeurs identiques du taux de rotation de l'écoulementen amont des tuyères. Afin d'expliquer ce phénomène, nous étudions donc la dynamique de l'écoulement de conduite compris entre le nid d'abeilles et le plan de sortie des convergents. Un modèle stationnaire simple d'écoulement est d'abord introduit. Il montre la possibilité d'unerecirculation à la paroi de la tuyère lorsque les conditions amont sont proches de la criticité,définie au sens des ondes inertielles pouvant se propager dans l'écoulement. Nous trouvons ensuiteque cessolutions sont globalement stables à des perturbations axisymétriques, mais sontsusceptibles d'amplifier fortement des perturbations de petite échelle initiées à l'amontde l'écoulement et suivies le long de leur trajectoire jusqu'en sortie.

Le défaut de fatigue de contact des rails dénommé "head-check" comporte après amorçage une phase de propagation en mode II débouchant soit sur une bifurcation fatale, soit sur un blocage de la fissure. Pour prévoir au cas par cas les conditions qui peuvent conduire à l'une de ces issues, une modélisation de la fissuration en mode II est nécessaire. Dans cette étude, nous montrons que la méthode des dislocations est idéale pour établir les ΔKII qui permettent de décrire le comportement de la fissure en utilisant les paramètres de la loi de Paris. Nous analysons ainsi notamment l'effet de proximité dans le cas de paires de fissures, le rôle du frottement entre les faces de celles-ci et sa synergie avec les contraintes résiduelles.

Le présent travail concerne la détermination des propriétés mécaniques des âmes nids d'abeilles de forme hexagonale et de leurs versions sur-expansées rectangulaires. Ces âmes en papiers Nomex® sont présentes sur les voiliers multicoques de courses océaniques entièrement réalisés à partir de sandwichs à peaux de tissus carbones. Les caractéristiques mécaniques élastiques de ces âmes sont déterminées par modélisation tridimensionnelle à partir de la théorie de l'homogénéisation des milieux périodiques mise en œuvre dans le cadre de la méthode des éléments finis. L'étude confirme que les symétries des Volumes Élémentaires Représentatifs (VER) conduisent à des propriétés mécaniques homogénéisées orthotropes. Enfin, l'étude des modes de flambement des VERs permet de déterminer les contraintes ultimes de rupture du matériau homogène équivalent. Les techniques d'homogénéisation périodique développées dans cette étude ont été implantées dans le code de calcul éléments finis Cast3M-CEA. Les propriétés mécaniques et les limites à rupture des âmes en nids d'abeilles sont utilisées pour l'étude du renforcement des structures sandwichs proposées sur les trimarans océaniques de 60 pieds.

Les réseaux d'assainissement subissent de nombreuses dégradations d'ordres structurelles. Les maîtres d'ouvrages estiment à 10 % du linéaire au moins, la longueur des collecteurs dont l'état de dégradation structurelle exige des travaux. Cet article concerne la restructuration d'ouvrages d'assainissement par lamelles composites. Afin d'appliquer cette technique de renforcement, une analyse par éléments finis est nécessaire pour connaître le mécanisme de ruine et donc les zones à renforcer. Une campagne expérimentale a permis de caractériser les différents matériaux (béton, colle et lamelles de carbone) et d'obtenir leurs lois de comportement. Une comparaison entre ovoïde témoin et ovoïde renforcé par lamelle de carbone pourra être effectuée.

La compréhension du phénomène de la rupture des matériaux nécessite des études approfondies des phénomènes d'amorçage et de propagation des fissures qui, en général, prennent naissance dans les zones de fortes concentrations de contraintes dues aux effets géométriques ou métallurgiques. La connaissance de la distribution des contraintes au voisinage des différentes zones a une importance pour l'analyse de la variation du facteur de concentration de contraintes en fonction de leurs géométries. Ceci permet aussi d'expliquer le phénomène d'amorçage d'une rupture et de quantifier le facteur d'intensité de contraintes (FIC) en fonction de la géométrie de l'entaille et de la longueur de la fissure. Dans cette étude, on a essayé de modéliser par l'application de la méthode des éléments finis (MEF) l'effet de la présence d'une entaille et d'une inclusion sur le comportement d'une structure.

Lorsqu'on cherche à réduire les écarts de suivi de trajectoire, la structure de la machine est astreinte à des accélérations susceptibles d'engendrer des déformations et des vibrations d'autant plus intenses que la vitesse exigée est élevée. Le choix de la trajectoire et de la loi de mouvement n'est pas anodin car, selon les cas, on peut observer des différences substantielles d'amplitude de déformation et de vibration. Il s'agit alors de déterminer des trajectoires et des lois de mouvement réalistes, que les asservissements soient capables de suivre sans erreur de poursuite ni vibration induite. Différentes voies de génération de lois de mouvement optimisées sont présentées, avec une analyse du gain qu'elles peuvent apporter.

Dans le collage, deux pièces sont assemblées par le dépôt d'une couche fine (typiquement 20−100 μm) d'adhésif qui peut être de fort module (GPa) ou de faible module (MPa) suivant le type d'assemblage souhaité. Afin d'évaluer la tenue mécanique de cet assemblage, il doit être soumis à un test destructif destiné à rompre le joint adhésif et à séparer les deux pièces. Comme le matériau composant l'adhésif est invariablement un polymère, il est important d'étudier la résistance à la rupture d'une couche de polymère confinée. Dans cet article nous discutons brièvement l'état de l'art sur la rupture des polymères vitreux et des élastomères dans une géométrie confinée. Dans ce type de géométrie plusieurs effets spécifiques sont observés lors de la rupture du joint : d'une part les contraintes internes dans la couche jouent un rôle essentiel et peuvent profondément modifier les mécanismes de rupture, d'autre part le fort degré de triaxialité de la contrainte favorise la nucléation de cavités. Cette cavitation, favorisée pour tous les types de polymères, est particulièrement prononcée pour les élastomères.

Notre travail est consacré à l'étude de la diffraction de la détonation dans des mélanges acétylène/oxygène stoechiométriques dilués par l'argon (50 %; 66,7 % et 81 % en fraction molaire), d'un tube dans un cône. Les expériences ont été menées dans un tube de diamètre intérieur de 52 mm connecté à une chambre via des divergents coniques de demi angle variant de 15° à 90°. L'histoire de la transition a été enregistrée sur des plaques recouvertes de noir de carbone, ce qui nous a permis de déterminer les conditions critiques de transmission de la détonation et de décrire les phénomènes impliqués en fonction de l'angle de divergence et de la dilution en argon. Des résultats de simulations numériques bidimensionnelles axisymétriques sont présentés et discutés. Si les tendances expérimentales ont été reproduites, il est apparu qu'un accord quantitatif ne peut être obtenu en utilisant une réaction globale exothermique. Des calculs préliminaires ont été menés avec une loi de libération de l'énergie chimique en deux étapes exothermiques successives. Nos premiers résultats sont en accord qualitatif avec les observations expérimentales relatives à la double structure cellulaire de la détonation des systèmes réactifs où l'énergie est libérée conformément au modèle utilisé dans ces simulations, modèle qui pourrait s'avérer utile dans le cas des mélanges étudiés ici.

De plus en plus fréquemment, l'analyse modale d'une structure en laboratoire est complétée, voire remplacée, par une analyse modale de la structure "en service". Les sollicitations du système sont alors presque toujours inconnues. On pratique alors un mode d'analyse dit "purement stochastique". Les caractéristiques modales identifiées sont alors également de nature stochastique. Les taux d'amortissement, qui déjà, dans des conditions déterministes, sont souvent obtenus avec une faible précision, se trouvent alors fortement sujets à caution. Il est donc souhaitable d'assortir ces résultats d'une fourchette de validité statistique, et cela sans avoir recours à une coûteuse campagne statistique de résultats. Certains auteurs (Viberg, Jansson, ...) ont montré que la procédure d'identification elle-même est capable de fournir cette fourchette. Leur approche est ici mise en application dans le cas de l'identification des amortissements et est prolongée dans le cadre de l'approche stochastique de Van Overshee-De Moor. Deux validations en simulation, et une validation expérimentale sont présentées.

Nous présentons des Simulations des Grandes Échelles d'écoulements turbulentscompressibles tridimensionnels se développant dans des conduits courbes de section rectangulaire. Ces écoulements sont caractériséspar la présence de flux secondaires intenses et de structures turbulentes responsables des transferts de masse et thermique. Le but est ici d'évaluer l'influence du rapport d'aspect de la section sur ce type d'écoulements. Les résultats montrent que ce paramètre modifie l'intensité et la localisation destourbillons et donc indirectement le transfert de chaleur lorsqu'un chauffage est appliqué sur la paroi convexe.

À partir d'un modèle de transport d'eau en milieu biphasique et élastique [I. Mrani, J.-C. Bénet, G. Fras, Transport of water in a biconstituant elasticmedium, Appl. Mech. Rev., special issue on Mechanics of swelling 48 (1995) 717–721], on examine dans cette étude les risques de fissurationsinduites par la redistribution d'eau dans un échantillon de forme cylindriqueaprès séchage. La résolution numérique de l'équation de transport de l'eau et del'équation d'équilibre mécanique donnent accès à l'évolution de la teneur eneau, de la déformation et des contraintes dans le milieu. On s'intéressera àl'état du matériau pendant les phases de séchage, de refroidissement et destockage. À l'issue de cette étude, les risques de fissuration sont analyséspour différents scénarios de séchage, qui déterminent l'évolution de l'étathydrique pendant le stockage.

L'objectif de ce travail est de déterminer une forme de profil de vitesse à l'entrée d'un tube circulaire, ainsi que la forme géométrique de la paroi de la conduite correspondant, permettant de maximiser le transfert de chaleur à l'intérieur de la conduite. On considère la convection mixte, bidimensionnelle, laminaire pour un fluide newtonien, en géométrie axisymetrique. Le profil de vitesse axiale à l'entrée du tube optimum, est obtenu numériquement, en résolvant le système d'équations aux dérivées partielles en coordonnées cylindriques, par une méthode aux différences finies. Pratiquement ce profil est obtenu en modifiant sur une longueur donnée, la forme de la paroi de la conduite créée par des perturbations particulières du profil amont, ce qui permet de générer le profil choisi.

Cet article représente une synthèse des études menées au CEA/SRMA, en collaboration avec l'ENSMP, sur la fissuration en relaxation (F.E.R.) des aciers inoxydables austénitiques. Initialement, l'étude a porté sur l'endommagement des Zones Affectées (Z.A.) des soudures en aciers stabilisés au titane de type AISI 321. Une démarche de simulation expérimentale de Z.A. par des traitements thermo-mécaniques a été mise en place. Un essai de relaxation sur éprouvette CT a également été mis au point afin de reproduire en laboratoire ce type de fissuration. Outre la validation de cette démarche, il a été montré que l'écrouissage joue un rôle prépondérant sur la fragilisation intergranulaire et que le vieillissement atténue cette fragilisation contrairement à ce qui est couramment admis dans la littérature.Cette remise en cause du rôle premier de la précipitation des carbonitrures de titane permet d'élargir le champ d'investigation aux aciers non stabilisés pour lesquels il existe un certain nombre de cas de fissuration similaires à ceux attribués à la F.E.R. En appliquant la démarche précédente à des aciers de type AISI 316 et AISI 304, on montre aussi que l'écrouissage est un facteur de fragilisation intergranulaire.Parallèlement, on établit, par approche locale de la rupture, un modèle d'endommagement intergranulaire utilisable pour l'évaluation du risque de fissuration sur des composants réels.