La dessiccation sur les matériaux cimentaires affecte les propriétés mécaniques et hydriques des matériaux : la résistance, le module d’Young, la fragilité, le teneur en eau, etc. L’objectif était ici de proposer un modèle qui a la capacité de décrire les principaux aspects des matériaux cimentaire sous compression et dessiccation.Puis une étude quadridimensionnelle du couplage entre dessiccation et fissuration est menée par microtomographie par rayons X. L’effet du retrait empêché par déformations différentielles entre les granulats et la matrice cimentaire est mis en évidence dans l’apparition de la fissuration, et dépend de leurs dimensions. En basant les phénomènes, nous avons proposé un modèle de l’endommagement hydrique en fonction de diamètre des granulats et le teneur en eau. Ensuite nous avons proposé un modèle de l’endommagement mécanique couplé à l’endommagement hydrique dans le cadre de la mécanique des milieux partiellement saturés.La comparaison des simulations numériques et les données expérimentales montre que le modèle reproduit les principaux aspects du comportement d’un mortier en fonction de la dessiccation. / The desiccation on cement materials affects the mechanical properties and hydrous of the materials: the resistance, the module of Young, the fragility, and the moisture content, etc. The objective of the report is proposing a module which describes the main aspects of cement materials under the compression and desiccation.The four-dimensional study of the coupling between desiccation and fissuring is led by micro tomography by X-rays. The restrained shrinkage due to differential strains in aggregates and cementitious matrix is highlighted as the cause of apparition of microcracks, which relies on inclusion diameter. Base on the pheromones, it proposed a model of hydrous damage which relies on the aggregates’ diameter and the water content. Then it proposed a model of the mechanical damage coupled with the hydrous damage within the mechanics of the partially saturated milieu.At last, the comparison between the numeric simulations and the experimental data shows that the model reproduces the main aspects of the behavior of a mortar according to the desiccation.

Le dimensionnement des structures composites passe par des modèles numériques toujours plus complexes dont la qualité découle de la capacité à reproduire le comportement du matériau. Pour les composites stratifiés, le comportement en compression dans la direction des fibres s’avère complexe et reste encore mal identifié. Une des principales difficultés pour ce type de sollicitation est la partie expérimentale notamment à cause des effets de structure (flambage et concentrations de contraintes) qui précipitent la ruine des éprouvettes.C’est dans ce cadre que nous proposons une étude expérimentale comportant deux volets. Le premier s’intéresse à la mesure de la résistance en compression sur des éprouvettes saines à travers différents essais (compression pure sur tubes et sur plaques). Il est montré que le comportement jusqu'à rupture est bien identifié. Le second volet vise à montrer que l’endommagement (micro-fissuration de la résine) affecte significativement la résistance en compression sens fibre. Ces résultats permettront une meilleure compréhension de la rupture des stratifiés pour des chargements complexes. / To design composite structures it is required to access materials properties and to understand mechanisms of failure for different types of load. Shear and tensile tests are quite easy to do. That is why ply properties are well identified for these types of load. Yet in the case of compression, experimental methods are complex and then the knowledge of materials properties remains poor.When the slenderness of the specimen is excessive in compression test, buckling will affect the failure. But when the coupon is smaller, stress concentration generates a failure in the clamped-end. Structural effects are here the reason of the failure. It is then not possible to conclude about the materials properties.That is why an experimental study is proposed. This work is divided in two main parts. The first one talk about the measure of the compressive strength on undamaged samples with different geometries. It is shown that the behavior up to failure is well identified. In a second part it is demonstrated that damage decreases significantly the compressive strength. These results will finally be apply to the global design of laminates for any type of load.

L'utilisation de limiteurs de localisation est nécessaire pour prendre en compte l'apparition de macro-fissures lors de la simulation de l'évolution des dégradations dans les matériaux composites stratifiés en accord avec des expérimentations. Ceux-ci introduisent un paramètre qui peut être relié à une longueur, ou un temps caractéristique, qui peut alors être identifié. L'approche introduite au LMT-Cachan consiste, dans le cadre dynamique, à utiliser un modèle d'endommagement retardé. Elle est basée sur le fait qu'une fissure ne peut pas apparaître instantanément. Ce modèle donne d'excellents résultats en restant dans le cadre de la dynamique et a l'avantage d'être local en espace. Cependant il requiert une discrétisation temporelle de la taille du temps caractéristique introduit (de l'ordre de la microseconde pour les composites), qui le rend inexploitable pour des simulations de chargement en quasi-statique. Les simulations dans ces cas de chargement nécessitent donc l'utilisation d'un temps caractéristique différent de celui identifié qui ne permet plus de maintenir un résultat en accord avec l'expérience. On cherche alors à adapter les paramètres de la loi d'évolution de l'endommagement afin d'obtenir une propagation de la macro-fissure dans la zone localisée qui soit compatible énergétiquement avec la mécanique de la rupture en contrôlant le taux de restitution d'énergie. Ce travail est dédié à maintenir l'objectivité de la solution et à adapter l'énergie dissipé à la mécanique de la rupture afin de pouvoir utiliser un temps caractéristique exploitable lors de simulations d'éprouvettes en composites sous un chargement quasi-statique. / The use of localization limiters is needed to take into account the apparition of macro-cracks during the simulation of the evolution of degradations in laminated composite materials with respect to experiments. Those introduce a parameter which can be related to a characteristic length, or a characteristic time, and therefore be identified. The approach introduced at LMT-Cachan is, in dynamics, to use a delayed damage model. It's based on the fact that a crack can't appear instantaneously. This model gives excellent results in dynamics and has the advantage to be local in space. Unfortunately, it requires a time discretization related to the characteristic time introduced (of the order of a microsecond for composites), which is far too computationally expensive for quasi-static simulations. Simulations in these loading cases need the use of a different characteristic time from the one identified which can't maintain anymore a result in accordance to experiments. We then adapt the parameters of the damage evolution law to obtain a propagation of a macro-crack in the localized zone that is energetically compatible with fracture mechanics by controlling the strain energy release rate. This work is dedicated to maintain the objectivity of the solution and to adapt the dissipated energy to fracture mechanics to be able to use a characteristic time exploitable for the simulation of composite samples under quasi-static loading.

Cette contribution au domaine de la mécanique des matériaux est relative aux comportements non linéaires, dissipatifs et anisotropes. L'élasticité anisotrope est mesurée, et analysée, sur différent matériaux dont certains sont pulvérulents. En mécanique de l'endommagement, le premier modèle est micro et décrit un réseau de fissures rugueuses et frottantes. Le second est macro et utilise un potentiel non convexe afin de représenter le comportement des matériaux quasi-fragiles, notamment aux états ultimes. Les travaux en plasticité concernent l'effet de distorsion des surfaces de charge tant au niveau théorique qu'expérimental avec la mise au point d'une nouvelle éprouvette bidimensionnelle. Le domaine de la viscoélasticité anisotrope est abordé du point de vue expérimental par la réalisation d'une machine d'essais pour les bois de lutherie et les composites. Enfin la dernière partie décrit un logiciel d'intégration des lois de comportements qui permet au chercheur de visualiser rapidement, et dans différentes bases tensorielles, la réponse d'un modèle à variables internes.

Thèse doctorat : Mécanique : INSA LYON : 2003. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 139-142.

Thèse doctorat : Génie Mécanique : Villeurbanne, INSA : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 147-153.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Sciences et techniques : Metz : 1981. / Titre provenant de l'écran-titre. Notes bibliographiques. Index.

Th. doct.--Paris--École supérieure des mines, 2001. / Bibliogr. p. 131-135. Résumé en français et en anglais. L'ouvrage porte par erreur : ISSN 0078-3780.

Th. doct.-ing.--Nancy, I.N.P.L., 1978.

Un jet d’azote à basse température et généré à haute pression est utilisé pour le décapage et le traitement de surfaces. Ce procédé est en cours de développement. Il se présente comme une écotechnologie au regard des procédés de décapage conventionnels. L’interaction jet/matière impactée dépend de nombreux paramètres : paramètres liés à la formation et à la nature physique du jet d’une part, paramètres mécaniques et thermiques de la cible d’autre part. Ces différents éléments se composent pour produire une grande variété de modes d’endommagement (rupture par clivage, fissuration, écaillage, fragmentation des grains, expansion de cavités, déformation plastique et rupture ductile). Pour comprendre les mécanismes physiques responsables de ces diverses formes d’endommagement, une étude expérimentale sur quatre matériaux métalliques est présentée. Cette étude a montré que le choc thermo-mécanique et l’effet de souffle dus à l’impact du jet peuvent expliquer la superposition de plusieurs modes d’endommagement dans le même test. Le mécanisme d’endommagement principal est la décohésion du matériau due aux contraintes thermo-élastiques de traction engendrées par le choc thermique. La fragmentation des grains et le transport ultrarapide de l'azote dans une couche profonde sous la surface impactée et leurs relations avec le durcissement de la couche superficielle sont explorés dans le cas de l’acier E24. Les résultats suggèrent qu'un tel traitement de surface pourrait être efficace pour le durcissement du matériau / Nitrogen jets have been used recently for matter removal as well as surface treatment. The process consists in projecting onto a surface a low temperature jet obtained from releasing the liquid nitrogen stored in a high pressure tank through a nozzle. This work is aimed at understanding the highly complex jet/material surface interaction mechanisms. Depending on the impacted material, the thermo-mechanical shock and blast effect induced by the jet can activate a wide range of damage mechanisms, including cleavage, crack nucleation and spalling, as well as plastic deformation, void expansion and localized ductile failure. The test parameters (standoff distance, dwell time, operating pressure) play a role in selecting the dominant damage mechanism, but combinations of these various modes are usually present. The main damage mechanism is the decohesion of the material due to thermo-elastic stress generated by the thermal shock. The fragmentation of grains and high-speed transport of nitrogen in a deep layer below the impacted surface and their relationship with the hardening of a surface layer are explored in the case of the steel E24. The results suggest that such surface treatment may be effective for the hardening of the material surface