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La pertinence de la mesure des composantes normales des contraintes totales dans les sols a été étudiée en approfondissant deux volets :<br />- l'évaluation en laboratoire de plusieurs types de capteurs de pressions totales soumis à des sollicitations contrôlées en milieu hydrostatique et en milieu pulvérulent de granularité et de densité uniformes ;<br />- l'analyse des résultats de l'expérimentation du comportement mécanique d'une paroi moulée en vraie grandeur.<br />Le premier volet est axé sur l'analyse de la réponse des capteurs ayant une surface active de raideur très élevée pour deux situations de mesure (à l'intérieur et à l'interface d'un sable de Fontainebleau) reproduites dans deux moyens d'expérimentation sur modèle géotechnique réduit : centrifugeuse et chambre triaxiale de grandes dimensions. Les résultats expérimentaux obtenus en centrifugeuse se sont révélés pertinents tandis que ceux obtenus en chambre triaxiale n'ont pas pu être évalués de façon concluante.<br />Le deuxième volet s'intéresse à l'expérimentation d'un soutènement en paroi moulée (mesures de pressions totales, mesures inclinométriques, déformations des butons, etc.) pour trois étapes significatives de sa vie (1 - bétonnage ; 2 - durcissement du béton ; 3 - mise en flexion de la paroi lors des phases d'excavation et pour l'ouvrage en service). Les mesures des pressions totales ont été cohérentes par rapport aux résultats expérimentaux fournis par les autres moyens d'instrumentation, considérés en général comme plus fiables.

Dans les zones densément urbanisées, outre l'amplification des ondes sismiques dans les formations sédimentaires (" effets de site "), les bâtiments peuvent également transmettre de l'énergie au sol. Ainsi, l'aléa sismique en milieu urbain serait conjointement influencé par les conditions de site et la configuration urbaine, l'ensemble définissant l'" interaction site-ville " (ISV). Dans ce travail, l'amplification des ondes sismiques dans les bassins sédimentaires est modélisée numériquement en particulier pour le site test européen de Volvi (Grèce). Un modèle site-ville simplifié (remplissage supposé unidimensionnel) permet ensuite d'étudier finement le mouvement sismique en milieu urbain. Finalement, en considérant un bassin sédimentaire réel (centre de Nice) et différents modèles de ville, la réponse d'un système site-ville plus réaliste est caractérisée en tenant compte des effets de bassin. Les configurations de bassin et de ville favorables à l'ISV sont alors discutées.

Ce travail porte sur la fissuration des réparations minces en béton soumises à un chargement hygrothermique et a pour objectif l'étude du processus et des mécanismes de propagation des fissures, notamment à l'interface. La méthodologie repose sur deux approches principales. La première consiste en une étude expérimentale du comportement in situ des réparations en béton soumises à des cycles de mouillage-séchage. La seconde est une étude par modélisation numérique de la fissuration due au séchage dans les réparations minces en béton. Les résultats montrent que le séchage seul et la fissuration qui en découle ne sont pas préjudiciables à l'adhérence et que le comportement des éléments réparés est monolithique. En effet, les fissures qui atteignent l'interface sont freinées ou se propagent dans le support, mais elles ne provoquent pas le décollement de la couche de réparation. Globalement, les résultats obtenus démontrent que les réparations minces adhérentes en béton se comportent très bien au séchage et que, dans des conditions de mise en oeuvre adéquates et avec des matériaux de qualité, elles constituent donc une alternative de réhabilitation tout à fait viable dans plusieurs situations.

L'objectif de ce mémoire de thèse consiste à étudier et caractériser les propriétés de couche mince piézoélectrique de nitrure d'aluminium (AlN) utilisées comme une couche d'actionnement de micropoutres multimorphes actionnées piézoélectriquement et à évaluer leurs performances micromécaniques. Ce travail a été effectué en utilisant une méthodologie hybride basée sur l'interaction entre le modèle physique et mathématique des objets étudiés. Ces recherches ont été faites dans le cadre d'une thèse de doctorat effectuée en cotutelle entre l'Université de Franche-Comté et l'Université Technologique de Varsovie. Les deux laboratoires qui ont porté ce projet sont le Département d'Optique P.M. Duffieux de l'Institut FEMTO-ST et l'Institut de Micromécanique et Photonique. Une méthodologie hybride opto-numérique a été proposée pour étudier des microstructures. Cette méthodologie permet la caractérisation complèxe de ces échantillons en identifiant les divergences entre leur modèle physique et mathématique. Cette approche hybride, combinant les données expérimentales obtenues par l'interféromètrie optique et les techniques de nanoindentation avec les résultats de traitements numériques et les équations analytiques, a été appliquée pour étudier les micropoutres silicium où un film mince piézoélectrique d'AlN a été déposé entre les deux électrodes métalliques. Grâce à ces interractions, les propriétés de films AlN ainsi que les comportements micromécaniques de transducteurs piézoélectriques et leur fiabilité ont été déterminés. Nous avons bati un modèle physique de ces dispositifs multimorphes en utilisant la plateforme de métrologie basée sur l'interféromètre de Twyman-Green, offrant les avantages de mesure non-destructive et la haute résolution de techniques optiques. Ainsi, nous avons obtenu des données caractérisant les comportements statiques et dynamiques de micropoutres AlN, ainsi que les différentes propriétés physiques des éléments étudiés. Enfin, quelques mesures de fiabilité de nos microobjets ont permis l'évaluation de l'impact de certains paramètres géométriques et fonctionnels sur les comportements des échantillons et leur durée de vie. Le modèle mathématique proposé s'appuie à la fois sur l'utilisation d'équations analytiques et le calcul par la Méthode des Éléments Finis faisant appel au logiciel ANSYS. Ces calculs ont tenu compte de l'aspect multicouche des éléments étudiés. Ce travail de modélisation a permis d'identifier les paramètres critiques de ces microactionneurs piézoélectriques à la fois du point de vue dimensionel que matériau et de mieux comprendre leurs mécanismes de vieillisement. Par ailleurs, une étude de fiabilité a aussi été réalisée, en incluant des tests accélérés du vieillissement et de la fatigue, ainsi que une étude de la stabilité opérationnelle. Les résultats obtenus nous ont permis de mieux cerner quels sont les paramètres critiques de dommagement le plus probables de ces microobjets et estimer leur temps de vie. Enfin, l'approche opto-numérique proposée a permis d'identifier les étapes de fabrication critiques des micropoutres d'AlN afin d'optimiser leur fabrication. La méthodologie hybride proposée au cours de la thèse de doctorat a étendu la capacité métrologique des techniques d'interférométrie laser. Elle permet de développer les méthodes pour la caractérisation des microstructures, la détermination de leur fiabilité et l'assistance de leur technologie dans la réalisation des dispositifs fiables des paramètres requis. L'application de cette méthodologie a permis de bien comprendre les propriétés de films d'AlN aussi bien que les performances des micropoutres piézoélectriques. Cela peut effectuer en une augmentation de nombre des applications possibles de ces microstructures d'AlN, en améliorant leur qualité et contrôle.

Le taillage d'engrenages par fraise-mère est le procédé le plus utilisé pour la génération de dentures, notamment dans l'industrie automobile. Les exigences de productivité obligent les fabricants à augmenter considérablement les vitesses de coupe utilisées, ainsi qu'à supprimer la lubrification à l'huile entière traditionnellement employée. Une nouvelle génération de fraises-mères a été développée sur la base de l'utilisation de substrats en acier rapide fritté fortement allié, associés à de nouvelles familles de revêtements, ainsi qu'à des méthodes optimisées de tribofinition des fraises-mères. Issu de la famille des dépôts PVD, le revêtement dur et réfractaire (Ti,Al)N, en association avec le revêtement auto-lubrifiant MoS2 a montré leurs performances techniques et économiques dans ce type d'opération. Une revue des méthodes de caractérisation des revêtements a également permis de resituer l'intérêt de chacune d'elles aux différents stades de développement d'une nouvelle couche. Une étude, mettant en œuvre diverses méthodes complémentaires d'investigations, a permis de caractériser l'influence thermique et tribologique des revêtements sur les modes de formation des copeaux.

Le travail de thµese porte sur l'application de la methode non-lineaire d' homogeneisation dite du second- ordre de Ponte Casta~neda (2002) pour estimer le comportement effectif des materiaux poreux viscoplastique. A titre de rappel, cette methode est basee sur la construction des principes variationnels appropries en utilisant un composite lineaire de comparaison pour produire des evaluations correspondantes µa des milieux poreux non-lineaires. Ainsi, l'objectif principal de ce travail est de proposer un modµele constitutif general qui tient compte de l' evolution de la microstructure, et par consequent, de l'anisotropie induite par l'application de deformations nies au materiau poreux. Le modele est construit pour reproduire exactement le comportement d'un assemblage de sphere composites dans la limite des chargements hydrostatiques, et concide donc avec la limite hydrostatique du critere de Gurson (1977) pour des materiaux poreux plastiques avec des microstructures isotropes. En consequence, ce nouveau modµele ameliore les estimations d'homogeneisation existantes, lesquelles sont satisfaisantes pour de faibles triaxialites mais excessivement raides pour des triaxialites et des non-linearites elevees. En outre, les estimations obtenues par le modµele dependent de la troisieme invariable du tenseur macroscopique des contraintes, lequel porte un effet non negligeable sur la reponse eective du materiau pour de moyennes et hautes triaxialites. De plus, les resultats cites ci-dessus ont ete generalises µa des microstructures anisotropes complexes (par exemple : des microstructures avec des formes et des orientations arbitraires des pores) et a des chargements tridimensionnels, conduisant a la reponse anisotrope globale du materiau poreux. Le modele est ensuite etendu pour tenir compte de l'evolution de la microstructure lorsque le materiau est soumis µa des deformations nies. Enn, la validation du modµele propose a ete realisee par le biais de calculs par elements ¯nis sur des mi-crostructures axisymetriques periodiques, et donnent des resultats pertinents pour l'ensemble des triaxialites et des non-linearites envisagees.

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Les amortisseurs à masse accordée (TMD) connaissent un succès important en génie civil. Mais leur performance est très liée aux réglages de ses paramètres et leur efficacité varie beaucoup lorsque la structure évolue ainsi que le type de chargement. Dans ce travail, on a réalisé une version semi-active ne nécessitant pas de source d'énergie extérieure significative, à base d'amortisseurs électromécaniques commandés en temps réel. Cette version semi-active consiste en un TMD pendulaire couplé à un alternateur qui sert à transformer l'énergie mécanique en énergie électrique qui sera dissipée dans une résistance externe par effet Joule. Quatre points ont particulièrement été développés dans ce travail. ² Le premier est consacré à la conception des paramètres de l'actionneur en introduisant un critère d'optimisation. Ce critère est basé sur la maximisation du taux de décroissance exponentiel au moyen de la technique de placement des pôles. Il a été montré numériquement l'efficacité de cet actionneur ainsi que l'importance de ses paramètres optimaux à amortir le mode de torsion d'un démonstrateur d'un pont en construction lorsqu'il est en vibration libre ou également en vibration harmonique. ² Le deuxième est dédié à l'amortissement des plusieurs modes en introduisant plusieurs actionneurs. En particuliers, l'utilisation des trois actionneurs, dont un est attaché à l'extrémité du tablier et les deux autres sont attachés à l'extrémité du pylône, permettent d'amortir quatre modes de vibration du démonstrateur du pont. ² Le troisième porte sur le développement d'une loi de contrôle semi-actif qui permet une adaptation en temps réel des paramètres de l'actionneur lorsque la structure évolue ainsi que les types de chargement. Cette loi peut être appliquée pour amortir plusieurs modes en agissant sur un mode particulier à chaque instant dans l'esprit de la méthode MIMSC. Cette loi de contrôle, appliquée sur la résistance externe branchée aux bornes de l'alternateur, permet de faire varier le coefficient d'amortissement et de compenser la rigidité de l'actionneur. ² Le dernier porte sur la mise en oeuvre expérimentale, sur la maquette du pont, d'une part du contrôle passif et d'autre part du contrôle semi-actif. Dans le contrôle passif a été validé la théorie de la conception des paramètres de l'actionneur et a été confirmé l'efficacité de l'actionneur électromécanique. Mais, dans le contrôle semi-actif a été seulement validé l'avantage de rendre l'efficacité de l'actionneur indépendante de l'évolution de la structure.