Après avoir examiné les méthodes de résolution de problèmes inverses déterministes et de problèmes direct stochastiques, cette thèse propose une méthode d'identification de paramètres de champ stochastiques basée sur les méthodes stochastiques dites "non intrusives". La méthode retenue est basée sur un plan d'expériences, un code de calcul déterministe et consiste à faire coïncider (via une minimisation), pour un certain nombre de points, une sortie simulée à partir d'une entrée paramétrisée et la sortie mesurée projetée sur le chaos polynomial. La méthode retenue est mise en oeuvre de la méthode sur un exemple complet qui montre qu'elle requiert trop d'approximations pour être immédiatement utilisable. Une autre voie de résolution (en découplant deux minimisations imbriquées) est cependant évoquée, qui pourrait donner de meilleurs résultats.

Le bruit d'engrènement devient un critère prépondérant de l'optimisation des performances des transmissions de puissance par engrenages. L'objet de cette étude est d'isoler les paramètres de conception des engrenages, qui agissent sur leur rayonnement acoustique. L'intérêt scientifique est de construire une base solide de résultats dans la perspective de préparer des travaux futurs, plus analytiques. Un banc d'essais, d'une puissance de 100 kW en boucle ouverte et de 78 mm d'entraxe a été mis en place afin de reproduire des conditions réelles de fonctionnement d'engrenages cylindriques droits ou hélicoïdaux. Un dispositif de mesure constitué d'accéléromètres, de codeurs optiques et d'un microphone à champ libre vient compléter le dispositif expérimental au travers d'une chaîne d'acquisition spécifique. Au-delà des techniques classiques de traitement des signaux, une partie importante du travail a consisté à développer un algorithme de Transformée en Ondelettes Rapide (T.O.R. ou F.W.T. en anglais). Une campagne d'essais systématiques organisée autour d'un plan d'expériences a permis de mettre en évidence l'effet, lorsque les conditions de fonctionnement évoluent (couple, vitesse), du rapport de recouvrement, du rapport de conduite, des corrections de denture, mais aussi de l'entraxe de fonctionnement, de l'excentricité, ... . Une part de ce travail est consacrée à l'apport de l'analyse par la méthode des Ondelettes. La morphologie des signaux est représentée dans le plan temps-fréquence, et l'influence de l'excentricité ou de défauts instantanés, plus localisés, peut ainsi être mise en évidence. Le travail présenté dans ce mémoire ouvre de nombreuses perspectives sur le comportement dynamique des engrenages en fonction de leurs caractéristiques et sur la surveillance vibratoire des mécaniques engrenantes.

Le comportement en fatigue thermique est extrêmement marqué par de nombreuses incertitudes. Le code de dimensionnement de l'industrie nucléaire, qui est particuliérement concernée par ce phénomène, prend en compte ces incertitudes en introduisant des marges de sécurité empitiques de sorte que le dimensionnement soit rendu conservatif. Toutefois, cette démarche ne permet pas de chiffrer le risque lié aux choix effectués. Il est donc intéressant d'introduire un cadre probabiliste global du dimensionnement en fatigue thermique. L'approche probabiliste du dimensionnement en fatigue thermique proposée dans cette étude est basée sur le principe du couplage mécano-fiabiliste dans le domaine temporel et un couplage mécano-fiabiliste dans le domaine fréquentiel.Ces méthodes sont appliqués à l'exemple d'un élément de tuyauterie soumis à un gradient de température dû à la circulation d'un fluide. Les résultats montrent qu'il est possible de mener complètement une analyse de fiabilité en fatigue thermique.

Le talonnage d'un outil lors de l'usinage fait amortir les vibrations générées et impacte la stabilité du processus d'usinage. Alors, il faut prendre en compte ce phénomène lors de la simulation d'usinage. Ce travail de thèse présente une méthode pour l'identification, la modélisation, et la simulation numérique de talonnage d'un outil lors de l'usinage. La modélisation du talonnage est basée sur l'approche classique du calcul du volume de l'interférence entre la face de dépouille et la surface usinée de la pièce. Un dispositif spécifique a été conçu qui peut créer les conditions nécessaires pour générer l'interférence entre la face de dépouille de l'outil et la surface générée de la pièce. Les modèles géométriques de la pièce et l'outil sont représentés par les z-buffers qui permettent de déduire numériquement le volume de l'interférence en fonction des positions relatives de z-buffers à chaque instant. Les coefficients des efforts de coupe liés au talonnage sont estimés à partir de la méthode de la minimisation d'une erreur des efforts de coupe mesurés et les efforts de coupe simulés.

Microextensométrie locale par corrélation d'images numériques.

Le processus de dimensionnement des structures et des systèmes mécaniques comportent de plusieurs étapes, allant de la définition des conditions et des besoins tout au long du cycle de vie, en vue de la spécification de la capacité et de la résistance requises pour accomplir les missions escomptées. La fiabilité figure parmi les objectifs les plus importants pour les fabricants, en plus de l'aspect économique, facteur clé, qui influence largement le processus de conception. Dans ce contexte, la conception doit être élaborée afin de définir le meilleur compromis entre la fiabilité et le coût. Ce qui implique une étude précise et détaillée de tout le cycle de vie du produit, de la naissance jusqu'à la mise au rebus. Cette étude couvre les différentes phases du cycle de vie du produit, en intégrant la nécessité de démontrer la fiabilité du produit avant de commencer la production en série, sous des contraintes de coût et de délais. Ce travail vise à donner des éléments de réponse aux trois questions suivantes : * Comment peut-on démontrer la fiabilité du produit à partir de quelques essais ? Parmi les quatre approches considérées, la méthode de composition des incertitudes montre sa robustesse pour démontrer la fiabilité du produit, sans pour autant conduire à un surdimensionnement excessif. * Quel est le critère permettant une conception robuste sous des charges répétitives pour un système non dégradable ? Dans la phase utile du cycle de vie du produit, la défaillance est principalement due à la variabilité des charges appliquées lorsque la résistance n'est pas dégradée. Le modèle d'interférence contrainte-résistance considère la probabilité de défaillance comme cible de conception. Cependant, pour le cas des charges répétitives, ce critère est sensible au nombre d'applications de ces charges. Pour cela, la conception basée sur le hasard est proposée comme outil robuste pour la conception des composants intrinsèquement fiables. * Quelle est l'approche générale permettant de traiter les mécanismes de dégradation ? Dans la phase de vieillissement, la modélisation de la dégradation est obligatoire pour plusieurs raisons, telles que la maîtrise des risques industriels et la gestion du cycle de vie. La fonction de hasard fournit un indicateur approprié pour la prévision de l'état de dégradation et par conséquent, l'estimation de la durée de vie résiduelle.

This thesis is dedicated to the prognostic evaluation of dynamic systems. The work presented here aims at developing an advanced tool to treat the prognostic evaluation in linear and nonlinear deterministic context in a first part as well as in the stochastic context in a second part. Our purpose is to prepare a general prognostic tool that can be capable of well predicting the RUL of a system based on an analytical damage accumulation law in either a deterministic or a stochastic context.

Le processus de dimensionnement des structures et des systèmes mécaniques comportent plusieurs étapes, allant de la définition des conditions et des besoins tout au long du cycle de vie, en vue de la spécification de la capacité et de la résistance requises pour accomplir les missions escomptées. La fiabilité figure parmi les objectifs les plus importants pour les fabricants, en plus de l'aspect économique, facteur clé qui influence largement le processus de conception. Dans ce contexte, la conception doit être élaborée afin de définir le meilleur compromis entre la fiabilité et le coût. Ce qui implique une étude précise et détaillée de tout le cycle de vie du produit, de la naissance jusqu'à la mise au rebus. Cette étude couvre les différentes phases du cycle de vie du produit, en intégrant la nécessité de démontrer la fiabilité du produit avant de commencer la production en série sous des contraintes de coût et de délais. Ce travail vise à donner des éléments de réponse aux trois questions suivantes : Comment peut-on démontrer la fiabilité du produit à partir de quelques essais ? Quel est le critère permettant une conception robuste sous des charges répétitives pour un système non dégradable ? Quelle est l'approche générale permettant de traiter les mécanismes de dégradation ?

Le tolérancement géométrique défini par la normalisation est étudié de façon détaillée suivant une présentation structurée. Cette étude fait apparaître l'importance de la notion de surface théorique composée dans les spécifications géométriques fonctionnelles telles que les systèmes de références ou certains types de tolérancement tel que l'exigence du maximum de matière. Ces spécifications peuvent être vérifiées par les méthodes traditionnelles de contrôle au marbre et de contrôle par calibre. Les logiciels des machines à mesurer tridimensionnelles (MMT), ne permettent pas de construire, de façon conforme à la norme, les systèmes de références sur les surfaces palpées de la pièce, ni de reproduire les contrôles par calibre. Une nouvelle approche de la métrologie est proposée pour les logiciels de ces machines dont le premier objectif est de palier à ces limites. Suivant cette approche les spécifications sont contrôlées par le résultat de l'assemblage d'un "calibre virtuel" avec les surfaces palpées de la pièce. Ceci permet de contrôler directement les conditions fonctionnelles que doit remplir la pièce. Le calibre virtuel, défini par le métrologue grâce aux menus du logiciel, est une construction parfaite de plusieurs surfaces théoriques élémentaires, telles que des plans ou des cylindres, qui sont appelées "calibres élémentaires". Différentes propriétés peuvent être données aux calibres élémentaires leur permettant, par exemple, de "s'ajuster" aux surfaces palpées. Ces propriétés permettent d'effectuer une multitude de contrôles et de mesures fonctionnels. Une maquette informatique implémentant ce modèle a été développée. L'utilisation de cette maquette est illustrée sur un exemple industriel et permet de montrer la simplicité et l'efficacité de l'approche proposée

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