This thesis presents the dynamic and static forced performance of a flexure-pivot tilting-pad bearing load between pad (LBP) configuration for different rotor speeds and bearing unit loadings. The bearing has the following design parameters: 4 pads with pad arc angle 72o and 50% pivot offset, pad axial length 0.0762 m (3 in), pad radial clearance 0.254 mm (0.010 in), bearing radial clearance 0.1905 mm (0.0075 in), preload 0.25 and shaft nominal diameter of 0.11684 m (4.600 in). The dynamic coefficients and the static performance parameters of the FPB have been compared with the theoretical predictions using the isothermal analysis from the rotordynamic software suite XLTRC2-XLTFPBrg. The bearing shows a small attitude angle, about 10o, which indicates small crosscoupling stiffnesses. The pad temperatures increase in the circumferential direction of rotation with speed and load. The pads maximum temperature was measured near the trailing edge. The dependency of the stiffness and damping coefficients on the excitation frequency has been studied. The frequency dependency in the dynamic coefficients was removed by introducing an added mass coefficient to the bearing model. The direct added mass coefficients were around 32 kg. The direct stiffness and damping coefficients increase with load, while increasing and decreasing with rotor speed, respectively. A small whirl frequency ratio (WFR) was found of about 0.15, and it decreases with load and increases with speed. A comparison between the dynamic stiffnesses using a Reynolds equation and the bulk-flow Navier-Stokes models with the experimental dynamic stiffnesses shows that the Reynolds model (even for laminar flows) is not adequate, and that the bulk-flow model should be used for rotordynamic coefficients prediction. The bulk-flow model in general predicts well the static performance parameters and the direct dynamic coefficients, and underpredicts the cross-coupled coefficients (overpredicts the stability).

Le joint à rainures hélicoïdales (JRH) est l'une des solutions techniques d'étanchéité sans contact utilisées dans les machines tournantes. Ce dispositif est conçu pour des applications bien particulières qui nécessitent une durée de vie et une non-tolérance aux fuites au-delà des limites que peuvent satisfaire les joints à contact. Le JRH est caractérisé par l'absence d'usure due au jeu radiale nettement supérieure aux amplitudes des aspérités et les défauts de fabrication. L'étanchéité est obtenue grâce aux rainures hélicoïdales présentes sur l'une des ses surfaces internes. Ces rainures sont à l'origine de phénomènes hydrodynamiques synthétisant un débit de pompage de même ordre que le débit de fuite.Dans ce travail, un modèle numérique pour le calcul d'étanchéité dans les JRH est proposé. Basé sur la théorie des films minces, le comportement de ce dernier est déterminé par le calcul du champ de pression et du remplissage qui satisfont l'Equation de Reynolds Modifiée (ERM). Cette dernière permet de bien gérer les frontières de rupture et de reformation du film. La résolution est faite par la méthode des éléments finis.La caractérisation du pouvoir d'étanchéité du JRH est faite par « la longueur utile » qui spécifie largeur, dans la direction axiale, de la zone occupée par le fluide lorsque l'étanchéité s'établisse. Cette étendue du domaine étant une inconnue du problème, on itère sur la longueur du joint jusqu'à l'obtention d'un débit axial nul sur le bord. Néanmoins, l'étanchéité dans le JRH dépend d'un certain nombre de paramètres géométriques et de fonctionnement. Il s'agit de la forme des rainures, leurs inclinaisons ainsi que la vitesse de rotation. Tout d'abord, une géométrie optimale de fonctionnement a été déterminée. Les aspects turbulents de l'écoulement et le comportement thermique, selon un bilan thermique global, sont également étudiés. Enfin, l'introduction des effets d'excentricité a permis de statuer sur les phénomènes dynamiques dans le JRH. / The viscoseal is one of the contacts less sealing technical solutions used in machinery. This device is designed for very specific applications requiring durability and non-tolerance leakage past the limits that can satisfy joints contact. The viscoseal is characterized by the friction absence due to radial clearance well above the asperities amplitudes and the manufacturing defects. The sealing is obtained by the helical grooves formed in one of its internal surfaces. These grooves induce a hydrodynamic phenomenon that synthesizes same pumping rate of the same order as the leakage rate.In this work, a numerical model is proposed to calculate the seal in the viscoseal. Based on the thin film theory, the behavior of the latter is determined by the calculation of the pressure field and the filling that satisfy the Modified Reynolds Equation (MRE). The latter allows managing the borders of the film breaking and reformation. Resolution is made by the finite element method.The sealing power characterization in the viscoseal is made by the "sealing length" that specifies width of the fluid full area, in the axial direction, when the sealing is established. This domain extension is unknown, it iterates over the length of the seal until a zero axial flow over the edge. However, in the sealing depends on several geometrical and operating parameters. It is about the shape of the grooves, their angle orientation of and the journal speed.First, an optimal operating geometry was determined. Turbulent aspects of flow and thermal behavior, according to a global heat balance, are also studied. Finally, the introduction of eccentricity effects allowed approving dynamic phenomena in the viscoseal.