Thèse de doctorat : Sciences économiques. Economie des transports : Lyon 2 : 2001. / Bibliogr.

Thèse de doctorat : Sciences des matériaux - Physique : Metz : 2007. / Thèse soutenue sur ensemble de travaux. Bibliogr. p. 195-203. Annexes.

Thèse de doctorat : Mécanique : Mécanique-Productique : Metz : 2006. / Thèse soutenue sur ensemble de travaux. Bibliogr. p. 53, 96, 140, 171.

Reproduction de : Thèse doctorat : Sciences de l'ingénieur : option Mécanique-Productique : Metz : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre. Notes bibliographiques.

Reproduction de : Thèse doctorat : Génie mécanique : Metz : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre. Notes bibliographiques.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Sciences de l'ingénieur. Mécanique : Metz : 1998. / 1998METZ024S.

Les procédés de fabrication par enlèvement de copeaux sont incontournables pour obtenir des pièces complexes dans des tolérances serrées et de petites ou moyennes séries sans lourds investissements en outillages spécifiques. La productivité de l’usinage traditionnel reste relativement faible par rapport à d’autres procédés de fabrication. Le développement de techniques d’usinage à grande vitesse a permis d’améliorer cette productivité, mais les opérations à grande vitesse sont sensibles à des phénomènes d’instabilité vibratoires. Cette thèse de doctorat a pour but d’étudier, de développer et de valider des techniques de simulation numérique de l’usinage permettant de rechercher les conditions de coupe stables vis-à-vis des vibrations autoexcitées. Sa première partie synthétise l’étude bibliographique des méthodes de simulation de l’usinage. Elle met en évidence plusieurs familles de méthodes permettant de prédire la stabilité de l’usinage. Les méthodes de linéarisation qui permettent d’obtenir des diagrammes de stabilité de l’opération sont étudiées en détail pour servir de base de comparaison aux autres développements. La deuxième partie présente le développement d’un logiciel permettant d’effectuer la simulation dynamique de plusieurs types d’opérations de fraisage (fraisage en bout et en roulant). Ce logiciel permet d’obtenir l’évolution temporelle des efforts de coupe, des vibrations au cours de l’usinage et reconstitue l’état de surface de la pièce. Il permet également d’obtenir des diagrammes de stabilité basés sur des critères technologiques (effort de coupe maximum ou rugosité après usinage par exemple). Le développement de ce logiciel a nécessité la création d’algorithmes originaux permettant d’obtenir les paramètres d’entrée modélisant les efforts de coupe à partir de mesures expérimentales. La dernière partie compare les résultats obtenus par notre logiciel à deux sources de validations : des résultats issus de références bibliographiques et des essais expérimentaux menés dans le cadre de cette thèse. La validité de notre simulateur a pu être prouvée pour les cas de figures envisagés.

Mémoire IEP : Science politique : Grenoble, IEP : 2006. / Séminaire : "Politique et Environnement" sous la direction de Stéphane La Branche. Titre provenant de la page de titre numérisée. Bibliogr. p. 126-127.

L'optimisation du rendement des turboréacteurs impose de limiter les fuites inter-étages et de réduire les jeux de fonctionnement entre le rotor et le stator. Cependant, l'adoption de jeux réduit conduit à des contacts rotor/stator qui peuvent avoir des conséquences désastreuses. Afin de prévenir les effets destructeurs de ces interactions, des revêtements "abradables" sont déposés sur le stator. La compréhension et la modélisation de ces interactions sont primordiales pour permettre la conception de nouveaux moteurs plus efficients et plus surs. Toutefois, la modélisation précise de ces phénomènes réclame des données expérimentales difficiles à obtenir du fait de la complexité de l'interaction, des matériaux mis en jeu et de leurs conditions extrêmes d'utilisation (500 m/s et 300 °C). L'objectif de ces travaux est donc de fournir de nouvelles données expérimentales relatives aux efforts générés lors d'un contact aube/abradable. Une nouvelle technique expérimentale a donc été développée. Elle permet de générer une interaction à très grande vitesse entre un outil représentant l'aube et une éprouvette de matériau abradable et de mesurer les efforts d'interaction. Du fait des très hautes vitesses d'interaction, le dispositif de mesure d'effort est associé à une méthode de correction des signaux. Ce protocole expérimental est appliqué à la caractérisation d'un matériau abradable Metco M601, employé à l'étage basse pression du compresseur dans les turboréacteurs d'avions civils. L'influence sur les efforts d'interaction de la vitesse tangentielle, la profondeur d'incursion ainsi que des caractéristiques géométriques de l'extrémité de l'aube est étudiée / Increasing efficiency of aircraft engines require optimization of the clearance between the rotor and the stator. However, the important thermo-mechanical solicitations undergone by the engines lead to unavoidable high speed interactions between the moving parts and the casing. To achieve reduced clearance without endangering the blading, abradable seals are deposited inside the casing. This coating is designed to wear out in case of contact with the blade tip. Characterization and understanding of the different phenomena which take place during interactions are essential to prevent premature failure and to design safer aircraft engines but accurate modeling of these phenomena requires experimental data which are difficult to obtain because of the extreme conditions in which contacts occur (500 m/s, 300 °C) and of the complexity of the involved materials. The purpose of this work is to provide new experimental data relating to the forces generated during blade-casing contacts. Thus, a new experimental technique has been developed in order to generate high speed interactions between a tool impersonating a blade tip and a sample of abradable material and to measure the interaction forces. Because of the high interaction velocities reached up, a signal correction method has been implemented. Finally, this new experimental technique has been applied on the characterization of the abradable material Metco M601 used in low-pressure compressor of commercial aircraft engines. The influence on the interaction forces of the blade velocity, the incursion depth and the mechanical and geometrical characteristics of the blade tip has been studied

Le processus de fabrication des pièces usinées arrive à maturité concernant la fabrication assistée par ordinateur et la maîtrise du procédé d’usinage. Aujourd’hui, les perspectives d’améliorations importantes sont liées à l’optimisation de la commande numérique et de ses interactions avec le reste du processus de fabrication. L’objectif de cette thèse est donc de maîtriser les briques de base de la commande numérique pour optimiser le processus d’usinage 5 axes grande vitesse des surfaces complexes. La création d’une commande numérique ouverte nécessite le développement des algorithmes qui transforment le programme d’usinage en consignes échantillonnées pour les axes de la machine. La première partie des travaux consiste à rendre la géométrie suffisamment continue notamment pour les trajets interpolés linéairement en 5 axes qui présentent des discontinuités en tangence. Ensuite, l’interpolation temporelle du trajet crée la trajectoire d’usinage respectant les contraintes cinématiques et en particulier le jerk de chacun des 5 axes de la machine. L’implémentation matérielle de ces algorithmes permet de piloter une machine d’usinage grande vitesse 5 axes avec une commande numérique ouverte. Ainsi, les verrous technologiques associés aux commandes numériques industrielles sont levés et la chaîne numérique est entièrement contrôlée de la CFAO jusqu’au déplacement des axes. La maîtrise complète de la commande numérique offre la possibilité de définir exactement le trajet d’usinage à partir de la CAO sans introduire les écarts géométriques inhérents aux formats de description standards. L’interpolation de la trajectoire d’usinage directement sur la surface à usiner améliore de manière significative la qualité et la productivité de l’usinage des surfaces complexes. La commande numérique PREMIUM-OpenCNC permet la validation expérimentale de ces travaux et ouvre de nombreuses autres voies d’amélioration du processus de fabrication. / The manufacturing process reaches maturity concerning Computer Aided Manufacturing and cutting process performances. Nowadays, major improvements are linked to the optimization of the Computer Numerical Control and its interactions with the rest of the manufacturing process. The aim of this thesis is to control the basic components of a CNC in order to optimize the 5-axis high speed machining process of complex surfaces. The realization of an open CNC requires the development of algorithms which transform the machining program into command setpoints for the machine drives. The first part of this thesis allows to round the 5-axis discontinuities caused by the linear tool path interpolation commonly used. Then, a feedrate interpolation algorithm computes the trajectory while respecting the kinematical constraints of the machine and especially the jerk of each axis. The implementation of this work allows to control a 5-axis high speed machine with an open CNC. Hence, the technological barriers that prevent CNC optimizations are removed and the manufacturing process is under control from CAD/CAM to axis displacement. The complete control over the CNC offers the possibility to define the tool path exactly from Computer Aided Design entities without introducing any geometrical deviation generally induced by standard NC code. The direct interpolation of the trajectory on the machined surface significantly improves the quality and the productivity of complex surface machining. The PREMIUM-OpenCNC allows to prove experimentally the efficiency of this work and opens new ways for future manufacturing process improvements.