Th. 3e cycle--Méc.--Toulouse--I.N.P., 1983. N°: 175.

La conception et l’exploitation du stockage des déchets radioactifs en milieu géologique nécessitent absolument que le comportement à long terme de la roche hôte soit caractérisé. Cette caractérisation doit tenir compte de l’hétérogénéité multi-échelle de la roche, qui affecte de façon significative ses propriétés et son comportement sous diverses sollicitations. Parmi les mécanismes de déformation observés expérimentalement la microfissuration joue un rôle important. Nous proposons dans cette thèse une approche micromécanique 3D pour l’endommagement anisotrope de l’argilite du Callovo-oxfordien sous sollicitations mécaniques. L’accent est mis sur l’endommagement différé par propagation subcritique des microfissures. La microstructure complexe du matériau hétérogène est repartie sur plusieurs échelles d’espace. Le comportement macroscopique est construit pour notre approche par homogénéisation non linéaire avec plusieurs étapes de changement d’échelle. Premièrement l’étude de l’endommagement différé est réalisée pour les états des microfissures ouvertes et des microfissures fermées lisses dans la matrice argileuse. Puis nous réalisons une étude complète du comportement mécanique à court terme et à long terme pour le cas des microfissures susceptibles de se propager avec frottement par glissement sur les lèvres des microfissures fermées. Les critères et les lois d’évolutions, pour l’endommagement et pour les déformations anélastiques, sont déterminés dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles. Après analyse de leurs capacités prédictives, les modèles développés sont validés par comparaisons avec les données expérimentales. / To guarantee the performance and safety of a deep underground reposal for nuclear wastes, the long-term behavior of the rock host must be characterized. Generally the heterogeneity of the rock highly affects his properties. Therefore the long-term analysis of the rock behavior under different coupled loading conditions must be made for a heterogeneous material. From the experimental observations, microcracks growth plays an important role on the rock deformation. The objective of this thesis is to study, in the field of micromechanics, the induced anisotropic damage behavior of the Callovo-oxfordian claystone. We put for this study an emphasis on the delayed induced damage by subcritical crack growth. To take in to account the complex microstructure of the heterogeneous rock, the macroscopic nonlinear mechanic behavior is derived by nonlinear homogenization with multiple steps of separated scales. Firstly a model is built for the delayed anisotropic damage for the case of open microcrack and frictionless microcrack. Then a full study is performed for the instantaneous damage and delayed damage in the case of close microcracks with sliding friction. We take advantage of the frame of thermodynamics of irreversible process, for the writing of criterion and evolution law of the damage variables and the inelastic strain. Following the capacity analysis of all our built-model, a first validation is made by comparison with experimental data.

Contexte de travail Le travail de thèse se déroulera en collaboration entre le CTDEC et le laboratoire GSCOP de Grenoble sous la responsabilité scientifique de Henri PARIS. Le travail de thèse sera co-dirigé opar Joël RECH (MdCf) du laboratoire LTDS en poste à l'ENI de Saint-Etienne. Le travail de thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet dénommé FGVV (Forage à Grande Vitesse Vibratoire) soutenu par le FCE (pôles de compétitivité VIAMECA et ARVES INDUSTRIES). Objectifs industriels et scientifiques Ce projet FGVV vise essentiellement à maîtriser et à industrialiser la technologie dite de « forage vibratoire ». Cette technologie permet de réaliser des trous de très grandes profondeurs grâce à une vibration axiale du foret conduisant à une fine fragmentation des copeaux qui s'évacuent alors naturellement sans aucune difficulté. Le projet fait suite à plusieurs années de travaux scientifiques et technologiques, qui ont montré la viabilité technique et économique de ce procédé. L'objectif de cette thèse est d'étendre l'utilisation de cette technologie à des applications concernant des diamètres plus petits et sur des matériaux plus difficile à usiner. Le domaine du décolletage est souvent confronter à des perçages de petit diamètre, voire très petit diamètre (<1mm) dans des matériaux difficile à usiner (acier inox, titane, …). Dans ces applications, l'incidence de l'âme du foret devient importante et les modèles mis en place trouve leurs limites. De plus, les aspects thermiques et tribologiques à l'interface copeau outil ne sont pas simples à maîtriser et génèrent un amortissement qui peut être préjudiciable au bon fonctionnement de la tête de perçage vibratoire. Il s'agit, dans un premier temps, à l'aide de résultats expérimentaux d'identifier les phénomènes liés à coupe de ces matériaux qui sont les plus influents sur le comportement dynamique de la tête de perçage vibratoire. Dans un deuxième temps, cette caractérisation devrait permettre de mettre en place des modèles permettant de prédire le comportement et ainsi d'identifier des points de fonctionnement intéressants. Ces modèles seront alors intégrés dans un outil de simulation permettant de prédire le fractionnement du copeau et plus largement le comportement du système composé de la tête de perçage vibratoire, du foret et de la pièce. Dans un troisième temps, l'extension vers les très petits diamètres nécessite une bonne compréhension et un modélisation de l'amortissement issu de l'âme du foret qui devient prépondérant est nécessaire. Enfin, une optimisation des paramètres autour des points de fonctionnement identifiés permettra de répondre au mieux aux contraintes de productivité. Une re conception de la tête, intégrant ces nouvelles connaissances, est alors prévue pour répondre au mieux aux applications industrielles. Les modèles mis en place devraient aussi permettre une extension vers les applications sur des pièces en alliages d'aluminium moulées car les phénomènes de collage du copeau et son l'incidence sur la comportement dynamique de la tête de perçage vibratoire sont aussi présent sur ce type de matériau. / Background work The thesis work is conducted in collaboration between the laboratory and CTDEC GSCOP Grenoble in the scientific responsibility of Henri PARIS. This thesis will be co-directed by Joël RECH (MdCf) laboratory LTDS stationed in ENI Saint-Etienne. This thesis is part of a project called FGVV (Forage Vibratoire a Grande Vitesse) supported by the CFE (competitiveness clusters VIAMECA and ARVES INDUSTRIES). Objectives industrial and scientific This project focuses FGVV control and industrialize a technology called "drilling vibration." This technology can make holes very deep thanks to an axial vibration of drills leading to fragmentation of a thin shavings which go out then naturally without any difficulty. The project follows several years of scientific and technological work, which demonstrated the technical and economic viability of this process. The objective of this thesis is to extend the use of this technology in applications involving smaller diameters and materials more difficult to machine. The field of cutting is often confronted with small-diameter holes, even very small diameter (<1 mm) in materials difficult to machine (stainless steel, titanium,…). In these applications, the impact of the soul of drills becomes important and models introduced found their limits. In addition, thermal and tribological aspects to the interface chip tool are not easy to control and generate an amortization, which may adversely affect the proper functioning of the head of drilling vibration. In a first step, using experimental results to identify phenomena related to cutting of these materials which are most influential on the dynamic behavior of the head of drilling vibration. In a second time, this characterization is expected to introduce models to predict the behaviour and identify points of operation interesting. These models are then integrated into a simulation tool to predict splitting chip and more broadly the behaviour of the system composed of the head drilling vibration, and the drill room. In a third time, extending to the very small diameters requires a good understanding and modeling of depreciation from the soul of drills that becomes dominant is necessary. Finally, an optimization settings around the operating points identified will best respond to constraints on productivity. A re design of the head, incorporating this new knowledge, is then scheduled to suit the industrial applications. The models put in place should also allow an extension to the applications on parts of aluminum alloy castings as the phenomena of bonding the chip and its impact on the dynamic behavior of the head drilling vibration are also present on this type material.

Les films minces de Diamond-Like Carbon sont couramment employés dans les moteurs automobiles. Leur très faible coefficient de frottement et leur haute dureté permettent en effet d’optimiser les performances et la durée de vie des véhicules. Cependant, la plupart des lubrifiants utilisés dans les moteurs sont élaborés pour fonctionner avec des surfaces métalliques. Il est donc envisageable d’améliorer le comportement tribologique de films de DLC en leur conférant un caractère métallique par l’introduction d’éléments dopants en quantité limitée et contrôlée (15 % au maximum) dans la matrice de carbone amorphe. Un réacteur de dépôt industriel muni d’une technologie de dépôt hybride a été utilisé. Celle-ci combine la PECVD pour l’élaboration du DLC hydrogéné à la pulvérisation cathodique magnétron pour le dopage. Quatre éléments ont été introduits à différentes concentrations dans le DLC : aluminium, cuivre, molybdène et niobium. Les propriétés physico-chimiques des dépôts ont été caractérisées par XPS (composition et liaisons chimiques) et spectroscopie Raman (structure). La dureté, le frottement et l’usure à sec et en conditions lubrifiées, ainsi que l’énergie de surface des films ont également été caractérisés. Deux études in situ de tenue des DLC en température ont été conduites par spectroscopie Raman. Par comparaison avec un film de DLC pur, le dopage entraîne une modification de la structure du DLC, et par conséquent une réduction de la dureté des couches. Cependant, excepté dans le cas du cuivre, ceci s’accompagne d’une diminution significative du coefficient de frottement et de l’usure à sec des couches. En revanche, en dépit de ce résultat prometteur, l’impact sur les propriétés tribologiques en milieu lubrifié est plus modéré et fortement lié à la composition du lubrifiant employé. Enfin le transfert industriel du dopage a été étudié et validé dans le cas du dopage à l’aluminium. / Diamond-Like Carbon thin films are commonly used in automotive engines. Thanks to their very low friction coefficient and high hardness, it is indeed possible to optimize the performances and the lifetime of vehicles. However, most of the lubricants that are used in engines are designed to be in contact with metallic surfaces. So it might be possible to improve the global tribological behaviour of DLC films by giving them a metallic character. This can be achieved with the introduction of doping elements in limited and controlled amount (maximum 15 at. %) in the amorphous carbon matrix. An industrial scale reactor has been used with a hybrid coating technology combining PECVD for the deposition of hydrogenated DLC and magnetron sputtering for the introduction of the dopants. Four elements have been tested with various amounts in the DLC: aluminium, copper, molybdenum and niobium. The physico-chemical properties of the films have been characterized by XPS (chemical composition and bonding) and Raman spectroscopy (structure). Hardness, friction and wear in both dry and lubricated conditions, and surface energy have also been determined. Two in situ studies under temperature have been conducted by Raman spectroscopy for deposited thin films. Compared to a pure DLC, doping led to a modification of the structure resulting in a decrease in hardness. However, except for copper doping, a significant reduction of friction and wear in dry conditions is observed. Despite this promising result, the impact of doping on lubricated tribological behaviour is limited and strongly dependent on the composition of the lubricant itself. Finally, the industrial transfer of DLC metallic doping has been studied and validated.

Ces travaux de thèse concernent l'étude du contact à grande vitesse pouvant intervenir entre le pied de l'aube et l'alvéole du disque (tous deux en Ti6Al4V) de la soufflante du turboréacteur CFM56. Le comportement et les modes d'endommagement associés à ce type d'événements restent méconnus et peu traités dans la littérature. L'utilisation d'un tribomètre spécifique adapté sur un banc balistique, d'un thermocouple feuille-pièce et de modélisations numériques (éléments finis) ont permis d'étudier les liens existants entre vitesse, pression, température et efforts de frottement. Les endommagements induits ont ensuite été analysés en étudiant l'usure et l'évolution de la microstructure en sous surface (MEB, Imagerie 3D et EBSD). Une modélisation semi-analytique basée sur le cisaillement adiabatique des aspérités a été développée pour étudier l'évolution de la taille de la surface réelle de contact. En associant ce modèle à deux essais expérimentaux, des enveloppes inférieures et supérieures de l'évolution du coefficient de frottement pour une large gamme de vitesse de glissement ont été calculées. Ce travail de thèse est le fruit d'une collaboration entre la société Snemca, le LaBPS (Laboratoire de mécanique, Biomécanique, Polymères et Structure) et le LEM3 (Laboratoire d'étude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux) / In case of exceptional events in aircraft engines (bird ingestion or blade disassembly), blade motions induce sliding at the interlock between the blade root and the slot of the fan rotor. The interface then undergoes quasi-instantaneous sliding under high normal pressure. This thesis work was initiated to investigate this phenomena and deals therefore with extreme sliding interactions for a Ti6Al4V tribopair (aircraft engine CFM56). Interface behavior and wear modes associated to these extreme thermomechanical loads remain poorly studied in literature. Links between velocity, pressure, temperature and friction force have been investigated by using a specific tribometer adapted on a ballistic bench, a foil-workpiece thermocouple and finite elements analysis. Induced damage were then analyzed by studying wear and microstructure evolutions (SEM, nanotomography and EBSD). A semi-analytical model, based on adiabatic shearing of asperities, has been proposed to evaluate the evolution of the real area of contact. By associated the latter with two experimental tests, upper and lower estimations of the mean friction force for a large velocity range can be calculated. This work is the result of collaboration between aircraft manufacturer Snecma, the LaBPS (Laboratory of Mechanics, Biomechanics, Polymers and Structures) and the LEM3 (Laboratory of Microstructure and Mechanics of Materials)

Cette thèse doctorale se focalise sur l'étude du procédé d'usinage au moyen de l'outil numérique de calcul par Eléments finis (MEF). Concrètement, il s'agit d'étudier les phénomènes thermomécaniques qui ont lieu, lors de l'opération d'arrachement de matière, à l'interface et qui contrôlent le type de contact entre l'outil et le copeau. Pour cela, un modèle numérique de coupe orthogonale sous la formulation ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) a été développé avec le code de calcul par MEF Abaqus/Explicit. Plusieurs études paramétriques ont été menées à bien pour découpler les effets des variables locales, tant sur les résultats macroscopiques (forces...), comme dans la zone de l'interface (température...). Les résultats numériques montrent que ce sont les effets combinés du type de modèle de frottement implémenté à l'interface, avec l'adoucissement thermique du matériau, qui conditionnent l'apparition du type de contact collant, et par conséquent, régissent le contact outil/copeau. On propose deux nouveaux modèles de frottement variable en fonction de la vitesse, pour améliorer la définition du frottement à l'interface. D'autre part, la validité du modèle numérique est vérifiée en observant une bonne corrélation entre les forces numériques obtenues, et les forces de coupe expérimentales obtenues pour le même matériau et dans les mêmes conditions de coupe / This doctoral thesis is focused on the study of the process of machining by means of the numerical tool for calculation by Finite Element Method (FEM). Concretely, it is a question of studying the thermomechanical phenomena which take place, during an operation of material removal, at the interface and that control the type of contact between the tool and the chip. for that, a numerical model of orthogonal cutting under the ALE formulation (Arbitrary Lagrangian Eulerian) was developed with the code Abaqus/Explicit. Several parametric studies were carried out to uncouple the effects of the local variables, on the macroscopic results (forces...), as in the interface (temperature...). The numerical results show that in fact the combined effects of the type of the implemented friction model at the interface, both with the thermal softening of the material, condition the appearence of the sticking contact, and consequently, govern the tool/chip contact type. Two new models of variable friction with to velocity are proposed, to improve the definition of friction in the interface. Finally, the validity of the numerical model is checked by observing a good correlation between the obtained numerical forces, and the experimental cutting forces obtained for same material and under the same cutting conditions

L’objectif général de cette thèse était d’identifier les mécanismes moléculaires du frottement d’un fluide de polymère sur une surface solide à partir de l’écart à la condition de vitesse nulle à la paroi.La première partie de cette thèse a consisté à développer une nouvelle méthode de mesure du glissement des liquides de polymère par suivi d’un motif photolysé dans un fluide fluorescent. Cette méthode, qui est une évolution de celle utilisée précédemment dans le groupe, donne directement accès au champ de déplacement du fluide lors de l’écoulement. À l’aide de ce nouveau dispositif, nous avons étudié expérimentalement l’effet de la nature de la surface, de la viscosité du liquide et de la température sur le glissement de fondus de polymère (T>Tg). Il est apparu que l’effet de glissement est contrôlé par la viscosité des fondus et par un coefficient de frottement à l’interface qui ne dépend que des natures moléculaires du liquide et de la surface. En particulier, ce coefficient de frottement est le même pour un fondu ou pour un élastomère constitué du même polymère. La dépendance en température de cet effet est fixé par la différence des énergies d’activation des processus activés que sont la viscosité du liquide et le frottement sur la surface solide. Nous avons également étudié le cas des solutions concentrées de polymère pour lesquelles le mécanisme du frottement est différent. En effet nous avons montré que le coefficient de frottement n’est plus une grandeur locale et dépend de la concentration de la solution. Enfin nous nous sommes intéressés à l’évolution temporelle de la transition de glissement dans les fondus et les solutions causée par la présence de chaînes de polymère adsorbées sur les parois. / The goal of this work was to identify the molecular mechanisms governing the friction of a polymeric liquid on a solid surface by studying the deviation from the no-slip boundary condition.First, we developed a new method of measurement of slip of a polymeric liquid based on the observation under shear of a pattern photobleached in a fluorescent fluid. This method, which is an evolution of one already used in the group, give a direct access to the displacement field of the liquid under shear. Using this setup, we studied experimentally the effect of the chemical nature of the surface, of the liquid viscosity and of the temperature on the slip of polymer melt (T>Tg). It appeared that the slip effect is governed by the viscosity of the liquid and a friction coefficient which depends only on the chemical natures of the liquid and the surface. In particular this coefficient is the same for a melt and for an elastomer made of the same polymer. The temperature dependence of this effect is characterized by the difference of activation energy of viscosity of the liquid and of the friction on the solid surface that both are activated processes. We also studied the case of concentrated polymer solutions for which the molecular mechanism of friction differs. Indeed we showed that the friction coefficient is no longer a local quantity and depends on the concentration. Finally, we investigated the evolution over time of the slip transition of polymer melts and solutions which is due to the adsorption of polymer chains on the solid walls.

Les matériaux de friction les plus populaires pour les applications de plaquettes de frein d’éolienne sont les composites à matrice métallique à base de cuivre fabriqués par la méthode de métallurgie des poudres. D'une part, le cuivre a une bonne conductivité thermique et disperse adéquatement la chaleur générée lors du freinage. D'autre part, la métallurgie des poudres permet une addition facile de diverses poudres avec une distribution uniforme, tout en limitant la ségrégation et les réactions indésirables. Ces matériaux incorporent des renforts (additifs) dans diverses fractions volumiques pour contrôler le coefficient de frottement, la résistance à l'usure ainsi que les propriétés mécaniques. La simple sélection de renforts selon diverses proportions n’est pas suffisante pour obtenir les propriétés mécaniques et tribologiques souhaitées. les propriétés suivants des additifs ont des effets significatifs sur les caractéristiques mécaniques et tribologiques de ces matériaux: leur 1) dureté, 2) résistance, 3) réactivité de surface, 4) taille, 5) forme, 6) ténacité et la conductivité thermique ainsi que 7) leurs liaisons à la matrice et les propriétés de leur interface avec la matrice. Ce projet porte une attention particulière à la modification des liaisons entre les additifs et la matrice et au choix des additifs de bons taille, forme et type. Ce travail de recherche met en évidence le développement d'une large gamme de nouveaux matériaux de friction pour les plaquettes de frein qui peuvent être adaptés à différentes applications en fonction des propriétés tribologiques et mécaniques requises. La comparaison avec le matériau commercial existant est présentée en termes de coefficient de frottement (COF), de taux d'usure et de propriétés mécaniques. Les nouvelles formulations permettent de réduire le taux d'usure moyen d’environ 6 fois et d'augmenter le COF de 55% allant de 0,28 à 0,43. La charge de cisaillement maximale et la dureté Brinell peuvent augmenter respectivement jusqu’à 3,5 fois et 47%. / The most popular friction materials for brake pad applications are copper-based metal matrix composites fabricated with the powder metallurgy process. On the one hand, copper has good thermal conductivity and disperses heat generated during braking. On the other hand, powder metallurgy (PM) allows easy addition of various powder additives with even distribution and limits segregation and undesirable reactions. These materials incorporate reinforcements (additives) in various volume fractions in order to control the coefficient of friction, wear resistance, and mechanical properties. To achieve the desired mechanical and tribological properties, selection of additives with their respective proportion is not sufficient. Hardness, strength, surface reactivity, size, shape, toughness, and thermal conductivity of the additives, as well as their adhesion strength to the matrix and the properties of their interface with the matrix have significant effects on the mechanical and tribological characteristics of the friction materials. Particular focus is made on modifying the bonds between the additives and the matrix and choosing the additives with the right size, shape, and chemistry. This research highlights the development of a wide range of novel PM brake pad lining materials, which can be tailored to different applications depending on the required tribological and mechanical properties. A comparison with existing commercial material is presented in terms of the coefficient of friction, wear rate, and mechanical properties. The new formulations allow reduction of the average wear rate by 6 times and increase the COF by 55 % ranging from 0.28 to 0.43. In addition, the maximum shear load and Brinell apparent hardness can increase by 3.5 times and 47 %, respectively.

La résolution des problèmes de contact avec frottement est d’une grande importance dans beaucoup d’applications en ingénierie. Pour ces applications, la précision et l’optimisation du temps de calcul sont des contraintes impératives mais souvent contradictoires. Les problèmes industriels portent généralement sur des géométries complexes et tridimensionnelles composées de matériaux au comportement non linéaire. De ce fait, si on utilise la méthode des éléments finis, ils mènent à des problèmes discrets non linéaires et de grande taille. Ces derniers, après linéarisation, entraînent des systèmes algébriques de plusieurs milliers voire de millions d’inconnues ne pouvant être résolus que par des méthodes itératives. Ceci implique que les méthodes fréquemment utilisées, la pénalisation et le lagrangien augmenté, ne peuvent être considérées en raison du mauvais conditionnement de la matrice sous-jacente donc de leur effet négatif sur la convergence des méthodes itératives. Nous proposerons une approche itérative efficace pour résoudre les problèmes de contact associés à des applications industrielles : une résolution permettant d’avoir des résultats numériques précis en un temps de calcul acceptable. Cette approche sera basée sur la méthode des multiplicateurs de Lagrange et une méthode de résolution du système linéaire associé qui n’est pas tout à fait standard. Cette dernière s’insère dans un processus itératif à plusieurs niveaux qui représente la principale contribution de la thèse. Nous présenterons la stratégie adoptée qui est différente de celles de la littératurepour la résolution des problèmes de types point de selle et en ferons une étude complète. Pour valider notre approche, nous étudierons des exemples numériques académiques de problèmes de contact classiques. Nous présenterons aussi des problèmes industriels de très grande taille afin d’illustrer l’efficacité, la précision et la performance en temps de calcul de la méthode développée dans cette thèse. / Solving friction contact problems is of great importance in many engineering applications. For these applications, the accuracy and the optimization of the calculation cost are imperative but often contradictory. Industrial problems generally involve complex and three-dimensional geometries composed of materials that exhibit non-linear behavior. Consequently, using the finite element method, they lead to large-scale non linear discrete problems and, after linearization, to algebraic systems of several thousand or even millions of unknowns and ultimately tocalculations needing iterative methods. This implies that the frequently used methods, the penalization and the augmented Lagrangian, are to be banned because of their negative effect on the condition number of the underlying discrete systems and thus on the convergence of theiterative methods. We will propose an efficient iterative approach to solve the contact problems associated with industrial applications: a resolution allowing to have accurate numerical results in an acceptable computation time.This approach will be based on the method of Lagrange multiplier and a method for solving the associated linear system that is not quite standard. The latter is part of an iterative, multi-level process that represents the main contribution of the thesis. We will present the adopted strategy, which is different from what is found in the literature, for the resolution of saddle-type problems and will make a complete study of it. To validate our approach, we will study academic numerical examples of classical contact problems. We will also present some large-scale industrial problems in order to illustrate the efficiency, accuracy and computation performance of the method developed in this thesis.

Ce document traite le problème de l’élasticité en grandes déformations avec contact frottant. Dans le premier chapitre, nous présentons un rappel des lois auxquelles nous ferons référence : lois de comportement matériau, conditions aux limites, contact et frottement selon la loi de Coulomb. Le coeur de la thèse commence par la discrétisation des conditions de bord. L’imposition en moyenne de la non-pénétration et de la loi de Coulomb est explicitée dans le but de se ramener en dimension finie. C’est dans ce domaine que les algorithmes sont développés. Les conditions d’optimalité sont donc calculées pour le problème déjà discrétisé et sont linéarisées par la suite selon le paradigme des contraintes actives. Suivant cette stratégie, l’état de contact est fixé à chaque itération de la méthode de Newton, transformant les conditions de contact en contraintes d’égalité. Le système de conditions d’optimalité ainsi obtenu peut alors être linéarisé. La résolution de ce nouveau système linéaire constitue l’autre partie importante de cette thèse. Les méthodes de pénalisation et d’Uzawa sont d’abord exposées ; elles serviront de point de comparaison. Nous construisons par la suite un algorithme basé sur un GCR préconditionné par une factorisation faisant apparaître un complément de Schur. Le tout est présenté d’abord dans le cas plus simple du contact sans frottement, puis en ajoutant le frottement. Des résultats numériques, parfois académiques (des cubes) et parfois industriels (des lamelles de pneus), viennent finalement appuyer les convictions que non seulement ces méthodes sont rapides, mais qu’elles sont aussi robustes. / This thesis addresses the problem of large deformation elasticity with frictional contact. In the first chapter, we recall the laws to which we refer: material behavior laws, boundary conditions, contact and friction according to Coulomb’s law. The heart of the thesis begins with the discretization of boundary conditions. Mortar formulations for non-penetration and Coulomb’s law are explained in order to set the problem in a finite dimensional space. Optimality conditions are calculated for the discretized problem and are subsequently linearized according to the paradigm of active set strategy. Under this approach, the contact state is set at each iteration of Newton’s method, transforming the contact conditions in equality constraints. The system of optimality conditions thus obtained can then be linearized. The resolution of this new linear system is another important part of this thesis. Methods of penalization and Uzawa are first exposed; they serve as a comparison point. Thereafter, we introduce a preconditioned GCR algorithm based on a factorization using a Schur complement. The whole problem is presented first in the simplest case of contact without friction, and, in the last chapter, with friction. Numerical results, sometimes academic (cubes) and sometimes industrial (slides tires) finally support the belief that not only these methods are efficient, but they are also robust.