Afin de limiter les impacts environnementaux, les industries du transport (automobile, aéronautique, etc.) cherchent à alléger leurs produits. Cette recherche de gain de masse peut conduire à l'utilisation des adhésifs dans la réalisation des structures assemblées. Dans les situations de crash, les joints de colle introduits peuvent jouer un rôle critique sur la tenue globale de l'assemblage. Par conséquent, la maîtrise de leur comportement mécanique devient un point clef de développement. Notamment en vue du « virtual testing », il est essentiel de disposer de lois de comportement fiables dans le but de fournir des outils de calcul prédictifs à l'ingénieur. Les travaux de thèse portent sur le développement d'une démarche expérimentale permettant de caractériser le comportement mécanique d'adhésifs sous sollicitations dynamiques combinées. Le développement d'une éprouvette Arcan et d'un dispositif de sollicitation dédiés à la caractérisation des adhésifs en dynamique constituent le coeur du travail de thèse. Après une phase de validation, le moyen d'essais développé a été utilisé afin de caractériser le comportement dynamique de trois adhésifs structuraux. Les résultats obtenus ont été comparés à des essais « structures » de type TAST. En parallèle de ces travaux expérimentaux, une ouverture sur la modélisation numérique des adhésifs est proposée. La stratégie de modélisation se base sur l'utilisation d'éléments cohésifs et d'une loi de comportement développée suivant la méthode de l'état local. L'identification des paramètres matériaux est réalisée par méthode directe et inverse à partir des résultats issus d'essais Arcan. La stratégie de modélisation développée a été transposée à des essais TAST et simple recouvrement. Les prédictions faites par les modèles sont proches des résultats expérimentaux validant ainsi l'approche numérique mise en oeuvre. / In order to limit environmental impacts, the transport industries (automotive, aeronautics, etc.) are seeking to reduce the weight of their products. This search for mass gain can lead to the use of adhesives in the manufacturing of assembled structures. In crash situations, introduced bonded joints can play a critical role in the overall strength of the assembly. Consequently, their mechanical behaviour becomes a key development point. Especially for virtual testing, it is essential to have reliable behaviour laws in order to provide predictive computing tools to the engineer. The thesis work focuses on the development of an experimental approach to characterize the mechanical behaviour of adhesives under combined dynamic loadings. The development of an Arcan specimen and a test rig dedicated to the dynamic characterization of adhesives is the core of the thesis work. After a validation step, the developed test mean was used to characterize the dynamic behaviour of three structural adhesives. The results obtained were compared with "structural" TAST tests. In parallel of this experimental work, a first study on the numerical modelling of adhesives is proposed. The modelling strategy relies on the use of cohesive elements and a behaviour law developed according to the local state method. The identification of material parameters is carried out by direct and inverse methods from the results of Arcan tests. The modelling strategy developed has been transposed to TAST and single lap joint tests. The predictions made by the models are close to the experimental results and therefore validate the implemented numerical approach.

Les exigences de productivité et de qualité dans l’industrie aéronautique imposent d’avoir des machines-outils optimisées en termes de précision, de cinématique et de dynamique. L’objectif des travaux de recherche menés est de proposer de nouvelles méthodologies de conception de machines-outils à haute rigidité pour l’usinage des pièces aéronautique en titane. Dans un premiers temps, la problématique du choix de la configuration structurale la plus adéquate au procédé d’usinage envisagé est traitée en proposant une méthode de synthèse et de sélection basée sur des critères qualitatifs. L’analyse des performances des différentes configurations structurales relatives aux critères qualitatifs adoptés permet de les classer. Les résultats obtenus ont permis d’aboutir à un ensemble restreint de configurations structurales de machines-outils adéquates au procédé d’usinage des pièces aéronautiques en titane. Pour compléter cette méthode, il est alors nécessaire de développer une approche d’analyse quantitative des arrangements structuraux relatifs à chaque configuration structurale. Dans un second temps, une nouvelle approche de sélection des arrangements structuraux de machines-outils est développée. Cette approche consiste tout d’abord à élaborer des modèles réduits des structures de machines-outils considérées. Ensuite, nous mettons en œuvre une optimisation paramétrique en vue de minimiser la masse totale des structures mécaniques de ces machines tout en respectant une contrainte de rigidité cible. Cette optimisation est réalisée par un couplage entre MATLAB et ANSYS APDL. Enfin, le classement des arrangements structuraux selon leurs performances met en évidence ceux les plus appropriés au procédé d’usinage des pièces aéronautiques en titane. Alors ces travaux participent à l'évolution des méthodologies de conception des nouvelles machines d'usinage. / Productivity and quality requirements in the aerospace industry require optimized machine tools in terms of precision, kinematics and dynamics. The objective of this thesis is to propose new methodologies for the design of highly stiffened machine tools for machining titanium aeronautical parts. First, the issue of choosing the most appropriate structural configuration for the machining process is handled by proposing a synthesis and selection method based on qualitative criteria. The performance analysis of the different structural configurations relative to the adopted qualitative criteria makes it possible to classify them. The results obtained have led to a limited set of structural configurations of machine tools suitable for the process of machining titanium aeronautical parts. To complete this method, it is then necessary to develop an approach for quantitative analysis of the structural arrangements corresponding for each structural configuration. In a second step, a new approach for the selection of structural arrangements of machine tools is developed. This approach consists firstly in developing reduced models of considered machine tool structures. Then, we implement a parametric optimization in order to minimize the total mass of the mechanical structures of these machines while under the constraint of a target stiffness. This optimization is achieved by coupling MATLAB and ANSYS APDL. Finally, the classification of structural arrangements according to their performance highlights those most appropriate for the process of machining titanium aeronautical parts. This work contributes to the evolution of design methodologies for new machining machines.