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Thèse : Astronomie : Faculté des sciences de Paris : 1858. Thèse : Mécanique : Faculté des sciences de Paris : 1858. / Titre provenant de l'écran-titre.

Ce mémoire présente la démarche de conception d’un générateur d’inertie à trois degrés de liberté. Un tel dispositif, conçu pour être tenu en main, utilise une ou plusieurs masses au sein d’un bâti, qui sont réorientées afin d’induire des couples à un utilisateur. Ceci influence l’effort requis par l’utilisateur et modifie sa perception de l’inertie déplacée. Pour y parvenir, un modèle réduit à un degré de liberté est élaboré puis implémenté dans un prototype. Avec une commande en couple, un rendu haptique plus que satisfaisant est obtenu, permettant des inerties jusqu’à 10 fois l’inertie intrinsèque. Par la suite, cinq concepts de générateurs à trois degrés de liberté sont modélisés et simulés. Trois de ceux-ci s’avèrent impossible ou complexes à mettre en oeuvre, laissant deux possibilités : utiliser trois roues d’inertie, ou réaliser un gyroscope à deux axes avec une roue d’inertie centrale. En simulation, le second offre une plus grande efficacité au niveau des requis des moteurs et surtout au niveau de la masse. Il est donc sélectionné pour le développement d’un prototype. Les différentes sections du modèle CAO, les instruments de mesure, et le modèle de contrôle en temps-réel sont détaillés. Avec toutes ces composantes fonctionnelles, des résultats intermédiaires sont obtenus. Le modèle dynamique est d’abord validé comme étant précis à l’aide de capteurs d’efforts, puis il est vérifié que le dispositif est en mesure de suivre des consignes de couple. Enfin la commande de génération d’inertie est implémentée. Des problèmes surviennent comme la limitation des mouvements par les câbles d’alimentation et l’instabilité inhérente du gyroscope. Ils empêchent d’utiliser l’appareil comme prévu, soit avec une roue tournant à haute vitesse. En démarrant le dispositif à 0 RPM, il réussit à simuler des inerties entre 0.5 fois et 1.5 fois son inertie intrinsèque. Ces variations sont de bonne qualité au niveau haptique, et sont suffisantes pour ressentir l’effet du dispositif. Enfin, pour améliorer ses capacités, il est suggéré de retourner vers le concept à trois roues d’inertie. / This thesis presents the synthesis and design of a three-degree-of-freedom inertia generator. Such a device, intended as a hand-held apparatus, uses one or many masses within a frame which are accelerated in order to render torques to a user. This influences the effort required by the user to move the device, and modifies their perception of its inertia. To achieve this, a simplified one-degree-of-freedom model is first elaborated and implemented in a prototype. With a torque command, a satisfying haptic rendering is obtained, capable of rendering nearly 10 times the intrinsic inertia of the device. Then, five three-degree-of-freedom torque generation concepts are modelled. Three of those are impossible or too complex to implement, leaving only two options : using three orthogonal flywheels, or using a double gimbal gyroscope with one central flywheel. When compared in simulations, the gyroscope concept offers a better efficiency in terms of mass and motor capabilities. As such, it is selected for the prototype. Then, details are given on the various components of the CAD model, the measuring tools, and the real-time model used for the control. Using these, a series of results are obtained. The dynamic model is first validated as accurate using force/torque sensors. Then the device’s ability to produce torque profiles is confirmed. Finally, its inertia generation capabilities are tested. Problems arise due to movement limitations from the power cables and the instability inherent to the gyroscope. They prevent the device to be used as intended, i.e., with the flywheel initially rotating with a large velocity. Instead, by setting it initially at 0 RPM, the device is able to render inertias equivalent to 0.5 to 1.5 its intrinsic inertia. The haptic quality of these renderings is very good, and they are sufficient to demonstrate the validity of the concept as a whole. Finally, to improve the capabilities of the device, it is suggested to use the three flywheels concept instead. .

Ce mémoire présente la démarche de conception d’un générateur d’inertie à trois degrés de liberté. Un tel dispositif, conçu pour être tenu en main, utilise une ou plusieurs masses au sein d’un bâti, qui sont réorientées afin d’induire des couples à un utilisateur. Ceci influence l’effort requis par l’utilisateur et modifie sa perception de l’inertie déplacée. Pour y parvenir, un modèle réduit à un degré de liberté est élaboré puis implémenté dans un prototype. Avec une commande en couple, un rendu haptique plus que satisfaisant est obtenu, permettant des inerties jusqu’à 10 fois l’inertie intrinsèque. Par la suite, cinq concepts de générateurs à trois degrés de liberté sont modélisés et simulés. Trois de ceux-ci s’avèrent impossible ou complexes à mettre en oeuvre, laissant deux possibilités : utiliser trois roues d’inertie, ou réaliser un gyroscope à deux axes avec une roue d’inertie centrale. En simulation, le second offre une plus grande efficacité au niveau des requis des moteurs et surtout au niveau de la masse. Il est donc sélectionné pour le développement d’un prototype. Les différentes sections du modèle CAO, les instruments de mesure, et le modèle de contrôle en temps-réel sont détaillés. Avec toutes ces composantes fonctionnelles, des résultats intermédiaires sont obtenus. Le modèle dynamique est d’abord validé comme étant précis à l’aide de capteurs d’efforts, puis il est vérifié que le dispositif est en mesure de suivre des consignes de couple. Enfin la commande de génération d’inertie est implémentée. Des problèmes surviennent comme la limitation des mouvements par les câbles d’alimentation et l’instabilité inhérente du gyroscope. Ils empêchent d’utiliser l’appareil comme prévu, soit avec une roue tournant à haute vitesse. En démarrant le dispositif à 0 RPM, il réussit à simuler des inerties entre 0.5 fois et 1.5 fois son inertie intrinsèque. Ces variations sont de bonne qualité au niveau haptique, et sont suffisantes pour ressentir l’effet du dispositif. Enfin, pour améliorer ses capacités, il est suggéré de retourner vers le concept à trois roues d’inertie. / This thesis presents the synthesis and design of a three-degree-of-freedom inertia generator. Such a device, intended as a hand-held apparatus, uses one or many masses within a frame which are accelerated in order to render torques to a user. This influences the effort required by the user to move the device, and modifies their perception of its inertia. To achieve this, a simplified one-degree-of-freedom model is first elaborated and implemented in a prototype. With a torque command, a satisfying haptic rendering is obtained, capable of rendering nearly 10 times the intrinsic inertia of the device. Then, five three-degree-of-freedom torque generation concepts are modelled. Three of those are impossible or too complex to implement, leaving only two options : using three orthogonal flywheels, or using a double gimbal gyroscope with one central flywheel. When compared in simulations, the gyroscope concept offers a better efficiency in terms of mass and motor capabilities. As such, it is selected for the prototype. Then, details are given on the various components of the CAD model, the measuring tools, and the real-time model used for the control. Using these, a series of results are obtained. The dynamic model is first validated as accurate using force/torque sensors. Then the device’s ability to produce torque profiles is confirmed. Finally, its inertia generation capabilities are tested. Problems arise due to movement limitations from the power cables and the instability inherent to the gyroscope. They prevent the device to be used as intended, i.e., with the flywheel initially rotating with a large velocity. Instead, by setting it initially at 0 RPM, the device is able to render inertias equivalent to 0.5 to 1.5 its intrinsic inertia. The haptic quality of these renderings is very good, and they are sufficient to demonstrate the validity of the concept as a whole. Finally, to improve the capabilities of the device, it is suggested to use the three flywheels concept instead. .

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

L’intégration 3D est la suite de l’évolution de la microélectronique vers la miniaturisation à haute performance. Les pièces à pas fins permettent la conception de produits dits 3D (ou 2.5D) qui maximisent l’espace pour les données et accélèrent les transferts, tout en minimisant l’espace physique et l’énergie requise par le dispositif. Le procédé de fabrication le plus largement utilisé est celui de puces à protubérances inversées (ou flip-chip) et il implique l’alignement de la puce sur son substrat à l’aide d’une tête automatisée. Le procédé de puces inversées est particulier du fait que les puces comportent une matrice d’interconnexions couvrant la majorité de leur surface, en comparaison au procédé de fils soudés (wire bond) où les connexions sont en périphérie des puces. Elles doivent donc être renversées pour être placées pour la soudure. Le rôle primaire du flux est de s’assurer que les boules de soudure sont bien désoxydées avant l’étape de brasure afin de garantir la qualité et la conductivité de cette dernière. L’objectif de la recherche était de trouver un flux trempable qui satisfasse aux exigences des produits à pas fins soudés par thermocompression. Pour ce faire, les flux candidats ont été caractérisés tant sur le volet physico-chimique que sur le volet des phénomènes visco-inertiels en trempage. Cette caractérisation a permis de prédire le comportement des flux en trempage pour leur mouillabilité et la quantité de flux retirée, ainsi que la température où survenait un changement structurel important dans le flux, indiquant le moment où la réaction chimique de désoxydation culminait. La partie sous-jacente de l’objectif du projet devait aussi s’assurer de la compatibilité du nouveau flux avec les étapes d’encapsulation suivantes. Dans un tel procédé, cela signifiait la propreté après lavage, la compatibilité avec l’agent de remplissage époxy qui protège les pièces, l’ajout du capot métallique et les tests de fiabilité. Des trois candidats de flux testés, un seul a été choisi pour valider la méthode de trempage développée au travers des tests de fiabilités. Ces tests n’ont démontré aucune défaillance électrique et une fiche parfaite pour le test accéléré en humidité et température sous tension (HAST). Le test en cyclage thermique a fait apparaître des défauts mineurs sur 12% des pièces du flux choisi et d’un flux témoin.

La localisation de la déformation dans un milieu ductile déformé est le mécanisme d’instabilité qui provoque la défaillance finale. Ce phénomène se produit sous charge statique ainsi que dynamique. Elle peut se trouver au sein des matériaux, dans lequel cas elle porte le nom l’instabilité matérielle, ou sur la structure entière, dans lequel cas l’on parle de l’instabilité géométrique. Cette thèse étude le phénomène de localisation de déformation dans des contextes matériaux ou géométriques et avec des conditions de charge statique ou dynamique. Dans tous les cas, un outil unifié est utilisé : l’évolution de la perturbation à support localisé.Le premier chapitre serve comme une introduction au problème de localisation de déformation en mécanique des solides. Le deuxième chapitre est consacré à l’aspect de l’instabilité matérielle de la localisation de déformation dans des milieux à microstructure sous compression quasi-statique, ainsi que sa connexion à l’ellipticité macroscopique (le continuum critère de la présence d’un champ de déformation discontinue). Dans ce chapitre nous démontrons la connexion entre la solution de post-bifurcation homogénéisée et la présence ou l’absence d’un champ de déformation localisé dans un domaine de composites renforcées de fibres infiniment large sous compression. Le troisième chapitre est consacré à l’aspect de l’instabilité matérielle de la localisation de déformation sous charge dynamique, où l’effet d’inertie devient non négligeable. Dans ce chapitre nous étudions une perturbation singulière sur une plaque infiniment large sous tension biaxiale et ses cônes d’influence, avec une loi de comportement qui perd l’ellipticité. Le quatrième chapitre est consacré à l’aspect de l’instabilité géométrique de la localisation de déformation sous charge dynamique, dans lequel nous étudions la compression dynamique d’un anneau métallique sous charge électromagnétique. Contrairement au cas quasi-statique, des domaines de déformation localisée sont observés dans le mode de défaillance de l’anneau. / Localization of deformation in finitely strained ductile solids is the instability mechanism leading to their failure by rupture. This phenomenon occurs under static and dynamic loading conditions. It can appear in the bulk of solids, in which case it is referred to as a material instability phenomenon or in a structure, in which case one talks about a structural instability problem. The thesis at hand studies localization in the material and structural context, both under static and dynamic conditions, using a common tool: the evolution of a geometrically localized perturbation.An introduction to the localization of deformation problem in solid mechanics is presented in Chapter 1. The material instability aspect of localization of deformation in microstructured solids under quasistatic loading and its connection to macroscopic ellipticity – the continuum criterion for the presence of a discontinuous strain field – are addressed in Chapter 2. In this part we show the connection of the homogenized post-bifurcation response to the presence or absence of a localized deformation field in an infinite, fiber-reinforced composite under plane strain compression. The material instability aspect of localization of deformation under dynamic loading, i.e. where inertia becomes important, is addressed in Chapter 3. In this part we study the influence cones for the wave propagation emerging from a point perturbation in an infinite, biaxially strained plate whose constitutive response loses ellipticity at finite level of strain. The structural instability aspect of localization of deformation is investigated under dynamic loading conditions in Chapter 4 by studying the dynamic compression on an electromagnetically loaded metallic ring. In contrast to the quasistatic case, where a global failure mode is observed, the failure pattern for the rapidly compressed ring shows highly localized deformation areas.

Lors de la phase d'industrialisation, l'allocation des tolérances fait partie des étapes clés qui permettront de produire des assemblages dont les performances sont conformes et homogènes à l'ensemble des exigences fonctionnelles spécifiées par le cahier des charges. Depuis toujours, l'approche traditionnelle des tolérances et de leur allocation sous la forme d'une bilimite présente certaines incohérences. En 2002, Pr M.Pillet a suggéré une solution à ces incohérences, l'inertie. Ce travail de thèse est une continuation à ceux de Pr M Pillet et de PA Adragna. Ce travail s'articule en cinq chapitres. Le premier chapitre revient sur l'apport de l'inertie et introduit les travaux développés dans la thèse. Le second propose une analyse de la performance de la carte de contrôle inertielle avec dérive et formalise les conditions d'utilisation des différentes variantes dans un contexte industriel. Le troisième chapitre aborde l'inertie dans un contexte 3D en comparant les trois définitions de l'inertie 3D proposées dans les travaux antérieurs. Le quatrième développe une nouvelle approche de tolérancement de surface, appelée inertie totale et propose en cohérence avec cette définition un outil permettant de donner les réglages optimums pour minimiser l'inertie totale d'une pièce. Le dernier chapitre conclut par une proposition de tolérancement d'un assemblage de surface par une approche inertielle statistique. Ce dernier suppose une variation rigide des défauts des surfaces, et n'intègre pas la notion de jeu de l'assemblage. Il porte explicitement sur la notion de variance et de covariance liée à la structure du mécanisme et introduit un indicateur de capabilité de dimensions n

Le sol est une ressource vivante, finie et dynamique. La santé d'un sol résulte d'interactions multiples entre des composantes physico-chimiques et biologiques, notamment les communautés microbiennes, primordiales pour le fonctionnement du sol. Les pratiques culturales ont une influence forte sur la santé des sols, au travers de modifications des caractéristiques physico-chimiques et de leur influence sur les communautés microbiennes des sols. Elles sont donc de plus en plus utilisées en protection des cultures. Afin de mesurer la santé des sols et de proposer des pratiques améliorantes, il est nécessaire de définir des indicateurs de la santé des sols. L'objectif de ce travail est la recherche d'indicateurs de la santé des sols, mis en évidence par l'appréciation de l'impact de deux pratiques culturales (apport de fumier composté et biodésinfection) sur des caractéristiques physico-chimiques et biologiques du sol, en relation avec l'aspect phytosanitaire d'une culture de carotte. Des analyses multivariées, associées à des analyses de co-inertie, ont révélé que certaines variables constituent des indicateurs potentiels de la santé du sol. En particulier, des modifications de ces descripteurs sont associées à la biodésinfection, qui a amélioré la résistance du sol aux maladies dues à Rhizoctonia solani. Une population d'Aspergillus fumigatus, préférentiellement associée au sol biodésinfecté, a aussi été mise en évidence. Au terme de ce travail, il est possible de proposer des descripteurs qui pourraient faire partie d'un bouquet d'indicateurs de la santé des sols. Cette étude devrait se poursuivre par la confirmation de l'intérêt des descripteurs proposés, la construction des indicateurs, et leur validation.