La méthodologie proposée pour l’étude du comportement de matériaux cellulaires soussollicitation dynamique est abordée par une approche multi-échelles. Le comportement desmousses polymères étudiées dépend du matériau constitutif, et de sa structure poreuse. Lesmatériaux cellulaires de l’étude sont constitués de grains millimétriques poreux; le cœurde ces grains est constitué de cellules microscopiques. La méthodologie proposée vise àreproduire la morphologie multi-échelles du matériau cellulaire, celles des grains et descellules, d’implémenter des modèles de comportement simples à ces différentes échellesafin de reproduire les phénomènes physiques complexes observés et la réponse macroscopiquedu matériau. L’observation et l’analyse des phénomènes locaux est un travail préparatoireà la modélisation multi-échelles. Cet article décrit les méthodes expérimentales etnumériques qui ont été développées pour l’observation fine de la structure des matériauxcellulaires, et quantifier des déformations et des dommages de ces structures à l’échelledes cellules et des grains. Deux approches de modélisation ont été ensuite envisagées; unmodèle éléments-finis pour décrire la structure des grains, et une autre approchenumérique plus originale qui s’appuie sur la méthode des éléments discrets pourreprésenter la structure microscopique des cellules.

The paper concerns the transient thermal behavior of a conrod bearing in an automotive engine subjected to various running conditions. The thermal model is oil shear and contact friction heat generation components. The first part of the paper covers some of the industrial and scientific aspects related to bearings seizure, and emphasizes the importance of removing this failure mechanism as early as the incipient development stages of new automotive engines. The second part concerns several of the broad array of factors that approximate a seizure mechanism. In the third and final part, the mathematical model for conrod bearings seizure is revealed. The objective of the paper is to confirm the conrod seizure model’s utility, complementary with more refined approaches such as the thermo-elasto-hydrodynamic approach.

This work gives an overview of the theoretical and experimental achievements of mechatronics applied to fluid film bearings. Compressible and uncompressible fluids are addressed. Rigid and elastic (deformable) bearing profiles are investigated. Hydraulic, pneumatic, magnetic and piezoelectric actuators are used. The ideas of combining control techniques, informatics with hydrodynamic, thermo-hydrodynamic, elasto-hydrodynamic and thermo-elasto-hydrodynamic lubrication techniques are carefully explored in this paper, considering theoretical as well as experimental aspects. The main goal of using controllable fluid film bearings is to improve the overall machine performance by: controlling the lateral vibration of rigid and flexible rotating shafts; modifying bearing dynamic characteristics, such as stiffness and damping properties; increasing the rotational speed ranges by enhancing damping and eliminating instability problems, for example, by compensating cross-coupling destabilizing effects; reducing start-up torque and energy dissipation in bearings; compensating thermal effects. It is shown that such controllable fluid film bearings can act as “smart” machine components and be applied to rotating and reciprocating machines with the goal of avoiding unexpected stops of plants, performing rotor dynamic tests and identifying model parameters “on site”. Emphasis is given to the controllable lubrication (hybrid and active) applied to different types of oil film bearings under different lubrication regimes, i.e., as tilting-pad journal bearings, multi-recess journal bearings and plain journal bearings. After a comprehensive overview of the theoretical and experimental technological advancements achieved in university laboratories, the feasibility of industrial applications is highlighted, trying to foresee the future trends of such mechatronic devices.

Pour situer l’origine d’une anomalie récurrente sur une coque en sandwich tri-coucherotomoulé, une analyse d’instabilité par voilement global est développée. Cette voie estsuggérée par la caractérisation de la géométrie du défaut observé et parl’imprédictibilité de son apparition. Le problème thermomécanique est posé dans un cadrenon-linéaire en se restreignant à l’évolution au refroidissement en phase solide après quela fraction cristallisée ait atteint le niveau de saturation. Dans le modèle proposé, lesnon-linéarités liées à l’évolution des propriétés matérielles en fonction de latempérature et celles associées au contact unilatéral moule/pièce sont considérées. Larésolution du problème thermomécanique instationnaire est réalisée par la méthode deséléments-finis au moyen du code Abaqus/Explicit. Le recalage de l’évolution thermique estconduit par un schéma de prédiction-correction de la conductance sur l’interface decontact. Pour l’analyse de la stabilité sous l’effet du chargement thermomécanique, nousappliquons la méthode de perturbation linéaire et les résultats de simulation confirmentbien la nature de défaillance suspectée. Les deux premiers modes de voilement calculéssont en bon accord avec les observations dans les conditions réelles du processus.

Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à l’optimisation de forme des structures dont le comportement est hyperélastique incompressible et anisotrope. La fonction énergie est décomposée en une composante isotrope et une composante anisotrope. L’approche décrite dans cet article est le calcul exact de la sensibilité pour les éléments solides en utilisant un matériau à comportement hyperélastique. La résolution du problème mécanique est faite par la méthode des éléments-finis en utilisant un algorithme d’optimisation appelé SQP (Sequential Quadratic Programming). Le critère d’optimisation (fonction objectif à minimiser) est défini à partir du critère de Von Mises avec une limitation de conservation du volume. Les variables d’optimisation sont les coordonnées des points de contrôle avec une paramétrisation par les courbes de B-splines. La faisabilité de la méthode développée est validée par un exemple numérique avec une comparaison du calcul de la sensibilité par la méthode des différences finies.

We study the dynamic response to small acoustic oscillations of a vaporizing droplet in shape of a pastille (a small liquid cylinder, called “pastille” in the sequel, the height of which being smaller than the radius of the base). Contrary to some previously proposed models, where the thermal convection effect inside the droplet is often neglected, the continuously fed pastille-shaped model takes into account the effects of both thermal convection and conduction. Curves related to different heat exchange coefficients are presented for the frequency response of the vaporization rate. The case where the feeding process at the bottom of the pastille is assumed isothermal (isothermal bottom regime) is compared to the one where the feeding process at the bottom of the pastille is adiabatic (adiabatic bottom regime). The response factor curves for the pure conduction model of the spherical droplet and for the present model of the “equivalent pastille” are also compared. The temperature field perturbation is then examined. As well as for the evaporation mass flow rate perturbation, comparisons are made between the regime with an isothermal bottom and the one with an adiabatic bottom. We find that, in spite of some divergences observed between the various cases, the frequency response of a droplet submitted to acoustic oscillations presents also some common points. It is shown that the life time (or residence time), the thermal diffusion time, and the period of the harmonic perturbation do intervene strongly in the behaviour of the vaporizing pastille. The liquid propulsion is a possible application of this basic study conducted as part of a thesis.

Dans le présent article, les jets turbulents confinés axisymétriques non réactifs sont étudiés en utilisant le modèle de turbulence de second ordre. L’objectif est de mettre en évidence, dans la région initiale du jet, les effets de la variation de densité, provoquée par un écart de température entre le jet d’air chauffé et l’air ambiant, sur les principaux paramètres caractéristiques de tels écoulements. Les résultats numériques obtenus sont alors discutés en comparaison avec ceux issus des expériences de Djeridane [T. Djeridane, Contribution à l’étude expérimentale de jets turbulents axisymétriques à densité variable, Thèse de doctorat, Univ. Aix-Marseille II, 1994] (relatifs aux jets air/air et He/air) et d’autres trouvées dans la littérature. Les mesures expérimentales de la vitesse longitudinale, de l’écart-type des tensions de Reynolds et du scalaire, présentent qualitativement le même comportement. L’écart entre la simulation numérique et l’expérience n’est pas important et les résultats numériques obtenus sont en général satisfaisants.

Une torche plasma d’arc à air de moins de 2 kW a été conçue et réalisée dans le laboratoire de recherche QUERE de l’université de Sétif (Algérie). Elle est conçue afin de satisfaire tous les besoins qui imposent l’usage d’une flamme plasma : soudage, découpage, rechargement de métaux, traitement thermique de surface, veilleuse de chaudière d’incinération, chauffage de gaz, etc. C’est en outre une maquette des torches de même conception mais de puissances plus élevées. Versatile, elle permet ainsi d’étudier les torches à plasma à électrodes concentriques et celles à électrodes puits dans de nombreuses configurations originales. Une description de ce générateur à plasma d’arc est présentée ainsi que les résultats des premiers essais expérimentaux à puissance réduite. Les transferts de chaleur et de masse dans la torche sont également identifiés pour être quantifiés par simulation numérique.