L'objectif de l'étude consiste en l'établissement d'une modélisation prédictive du procédé avec des temps de calcul acceptables en vue d'optimiser le procédé vis-à-vis de la tenue mécanique de l'assemblage soudé. Le modèle mis en place est constitué de deux étapes sucessives.<br /><br />Lors de la première étape, un calcul stationnaire thermohydrodynamique couplé permet d'obtenir le champ de température et l'écoulement de matière autour de l'outil. Pour cela, un comportement purement visqueux est adopté et la zone de contact outil-matière est modélisée par des conditions de glissement. Des données expérimentales obtenues par thermographie infrarouge ont permis de fixer deux paramètres de ce modèle.<br /><br />La seconde étape du modèle s'appuie sur un comportement élastoviscoplastique pour déterminer l'état mécanique résiduel d'un assemblage. Pour cela, l'écoulement de matière permet de suivre l'histoire de chaque particule, en particulier lors de leur passage autour de l'outil. Le champ de température permet de quantifier la dissolution des précipités durcissants au sein de l'alliage et de tenir compte de la variation avec la température des paramètres de la loi de comportement adoptée. En outre, la fraction de précipités dissous est reliée à la limite d'élasticité du matériau. Une méthode de calcul stationnaire est utilisée pour obtenir directement l'état stationnaire des variables mécaniques.<br /><br />Les résultats obtenus sont en accord avec des profils de contraintes résiduelles publiés dans la littérature. De plus, l'influence de la vitesse de soudage et de la vitesse de rotation de l'outil a été étudiée au regard des contraintes résiduelles simulées.

Réseau Ferré de France et la Société Nationale des Chemins de Fer souhaitent mettre à jour le référentiel technique datant de 1985 régissant l'utilisation des ouvrages de soutènement en sol renforcé rapporté. L'objet de ce travail de thèse est l'étude du comportement des ouvrages en Terre Armée sous sollicitation ferroviaire, notamment en terme de déformation verticale. Dans le cadre de cette recherche, un programme d'essais de grande ampleur a été mis en oeuvre. Il s'appuie essentiellement sur un ouvrage expérimental en vraie grandeur associant un soutènement en Terre Armée et un remblai classique, ce dernier servant de référence. Une large gamme de sollicitations, incluant aussi des chargements statiques supérieurs ou égaux aux états de service, a permis la mise en évidence de l'influence de la fréquence de sollicitation sur la réponse de l'ouvrage et les effets de la fatigue entraînés par sept années de trafic ferroviaire. L'interaction sol - armature a été caractérisée au moyen d'essais d'extraction sous application d'efforts dynamiques. Deux modèles aux éléments finis, l'un, bidimensionnel discret et l'autre, tridimensionnel homogénéisé, ont été développés en tenant compte des enseignements tirés d'un concours de prévisions de la réponse de l'ouvrage soumis à un chargement statique. Un travail spécifique a été mené sur l'interface sol - armature. Enfin, un modèle physique centrifugé et une instrumentation adaptée ont été mis au point pour permettre un approfondissement de ce travail de recherche.

Une des difficultés rencontrées dans l'analyse numérique des équations de Maxwell est due au fait que les dispositifs étudiés présentent des particularités géométriques (régions minces ou filaires). Dans le cadre de cette thèse, nous avons développé et mis en oeuvre des modèles permettant de simuler des régions filaires en présence de régions minces dans un champ électromagnétique en basse fréquence par la méthode des éléments finis. La faible épaisseur des conducteurs filaires pose des problèmes de singularité dû au calcul du champ magnétique. Ces problèmes ont nécessité l'extraction des termes correspondant à l'inductance propre des fils, et ces termes sont calculés par des méthodes plus adaptées (calcul analytique, PEEC). L'effet de peau est pris en compte par modification de la résistance de la région filaire. Dans le cas des régions filaires ferromagnétiques, la méthode reste applicable pour des matériaux linéaires. Nous prenons également en compte la présence des régions minces en interaction avec ces régions filaires de deux façons : - des régions minces et filaires distantes en interaction; - des régions minces et filaires dans un circuit dont la source est soit un champ extérieur, soit une source de tension ou de courant. . Ces formulations ont été validées séparément par une confrontation des résultats obtenus avec des résultats analytiques ou avec des résultats issus d'une simulation en 2D axisymétrique. Deux applications industrielles ont été traitées.

L'implantologie dentaire est actuellement en plein essor, et justifie du développement de techniques adaptées aux cas les plus complexes. La prise en charge de ces cas difficiles et leur stabilité dans le temps peuvent être améliorées par une meilleure connaissance des conséquences mécaniques de la mise en charge fonctionnelle.C'est dans ce but que nous avons voulu développer un modèle numérique de l'os mandibulaire, permettant l'étude de la répartition des contraintes au sein de l'os et au contact des implants, et ainsi d'en optimiser le nombre, la forme et la position.La première étape de ce travail est consacrée à la détermination du module d'Young de l'os cortical mandibulaire par une méthode originale: l'analyse inverse.Grâce à une méthodologie rigoureuse, nous avons déterminé ce module d'Young à une échelle représentative pour l'implantologie dentaire, rendant ainsi le développement du modèle numérique plus fiable.La seconde étape est dédiée au développement d'un modèle numérique de l'os mandibulaire, utilisable en implantologie, à l'aide du logiciel FORGE 2005®, Ce modèle est appliqué à l'étude de la répartition des contraintes après mise en place d'un implant à insertion latérale ( Diskimplant®), et validé par l'expérience.

Cette thèse porte sur les effets des niveaux d'argiles et de sables sur les instabilités gravitaires affectant les falaises côtières du Crétacé en Haute-Normandie, le long du littoral de la Manche entre les Caps de la Hève et d'Antifer. L'impact de ces niveaux potentiels de décollements a requit une caractérisation mécanique des lithologies affleurantes. Le comportement de ce trait de côte a alors été analysé aux moyens de la simulation numérique en éléments finis (code ADELI) et de la modélisation expérimentale avec surpression de fluides aux pores. Il ressort que l'instabilité des falaises est caractérisée par un glissement translationnel vers la mer guidé localement par les argiles. Le taux de glissement de la falaise dépend de la position des niveaux d'argiles par rapport à la base de la falaise. Deux formations peuvent guider les déformations : les argiles du Kimméridgien situées en base de falaise et les argiles du Gault de l'Albien situées à une hauteur variable en front de falaise. Le niveau d'argiles du Gault joue un rôle de niveau de découplage mécanique. Au dessus du Gault, les déformations gravitaires affectant la craie du Cénomanien se caractérisent par un réseau de failles normales dont la propagation dans les terres varie en fonction de la position verticale du niveau d'argile en front de falaise. En dessous, la basse falaise constituée des argiles du Kimméridgien et de l'Albien ainsi que des sables Aptien est extrudée avec une amplitude accentuée par l'élévation des niveaux d'argiles. Le long du trait de côte entre les Caps de la Hève et d'Antifer, les niveaux d'argiles sont progressivement enfouis sous la plateforme littorale en progressant vers le Nord, du fait d'un pendage stratigraphique de 0,7° NE. Il en résulte une évolution différentielle du trait de côte avec des vitesses de glissement plus importantes au sud, où l'argile du Gault est haute dans la falaise, qu'au nord, où l'argile du Gault est à proximité de la plateforme littorale. Cette évolution différentielle a produit une réorientation du trait de côte vers l'est. Cette hypothèse est renforcée par les donnés bathymétriques mettant en évidence une géométrie en éventail entre le cap de la Hève et le cap d'Antifer. L'érosion de ce secteur côtier apparaît comme étant essentiellement guidée par le type lithologique et la structuration géologique de la falaise, qui conditionnent les vitesses de mouvements sous le seul effet de la gravité.

Les télécommunications très basses fréquences (Very Low Frequency/Low Frequency) sont utilisées pour les communications militaires à couverture mondiale avec des sous-marins en plongée. La simulation de ces antennes nécessite l'utilisation de méthodes numériques bien souvent en limite de leur domaine de validité. L'objectif de la thèse est de développer un outil de modélisation globale des structures antennaires VLF/LF [3-300 kHz] prenant en compte l'environnement proche tels que les isolateurs, les structures de soutien, le plan de sol, les bâtiments annexes, ... Une première partie est consacrée à la caractérisation des isolateurs. Le comportement de ces dispositifs soumis à de très hautes tensions est en effet peu connu dans la bande de fréquences VLF/LF. Une seconde partie est consacrée à l'élaboration et au développement d'un modèle de "Fil Mince" arbitrairement orienté intégrant des composants localisés. Trois méthodes sont présentées puis validées par comparaison à des résultats théoriques. Enfin l'étude de l'influence de la structure de soutien sur le fonctionnement des antennes VLF/LF est présentée.

La technique de renforcement des sols compressibles par inclusions rigides a été développée dans les années 70, mais l'utilisation de cette technique en France n'est courante que depuis une dizaine d'années. Dans le cadre du Projet National A.S.I.RI., ce travail de thèse a pour principal objectif d'étudier les mécanismes de report de charge à travers le matelas de répartition, dont la fonction est de transférer la charge provenant de l'ouvrage (remblai, dallage) vers les inclusions rigides, réduisant ainsi les tassements du sol compressible. On a développé et mis en œuvre pour ceci un modèle physique 1g axisymétrique instrumenté permettant de mieux comprendre ces mécanismes en réalisant, en particulier, un programme expérimental destiné à quantifier l'influence de paramètres représentatifs du problème : taux de recouvrement, caractéristiques rhéologiques et épaisseur du matelas ainsi que du sol compressible utilisé. Les résultats obtenus permettent de mettre en évidence l'influence significative des caractéristiques rhéologiques du matelas, de son épaisseur relative et du taux de recouvrement sur le coefficient d'efficacité obtenu ainsi que sur les tassements moyens générés dans le sol compressible. Les résultats expérimentaux obtenus sur le modèle physique sont ensuite confrontés avec ceux résultant de la mise en oeuvre de différentes méthodes de dimensionnement analytiques. Une comparaison est aussi réalisée avec les résultats des essais à l'échelle 1 sur site expérimental ainsi qu'avec les résultats des essais réalisés en centrifugeuse, dans le cadre du Projet National. On présente finalement les résultats d'une modélisation numérique des essais sur le modèle physique, réalisée à partir du logiciel Plaxis. Les résultats numériques sont comparés aux résultats expérimentaux permettant ainsi de faire une validation conjointe du modèle physique et du modèle numérique.

Dans ce travail on cherche à définir , par la modélisation numérique (logiciel FLAC), les causes à l'origine du déclenchement des mouvements de versant sous sollicitations dynamiques. Plus particulièrement, on s'intéresse aux corrélations entre la distribution des mouvements sismiques au sein des versants ( effet de site) et, le déclenchement et les caractéristiques des mouvements de versant. Les analyses paramétriques d'effets de site et de stabilité des pentes réalisées sur des modèles élémentaires ont montré que, lorsque l'accélération maximale du signal sismique incident est faible, les versants sont plus sensibles aux signaux ssismiques de contenu fréquentiel basse fréquence car ce type de signal sismique génère des amplifications fortes et pérennes sur un plus grand volume sous la crête des versants que les signaux sismiques plus haute fréquence.

Les Andes vénézuéliennes forment une chaîne intracontinentale orientée N50°E qui commence à se soulever au Miocène moyen sous un régime de contrainte E-W lié à la convergence entre le Bloc de Maracaïbo et le bouclier Guyanais (conséquence de la subduction de la plaque Nazca sous l'Amérique du Sud). La convergence oblique est responsable d'un partitionnement de la déformation accommodée entre des chevauchements externes, le long des deux bassins d'avant pays, et le décrochement dextre de Boconó orientée N50°E et traversant la chaîne sur toute sa longueur. Dans sa partie septentrionale, la faille décrochante sénestre de Valera se connecte à la faille de Boconó au niveau d'un point triple, individualisant ainsi le Bloc de Trujillo qui s'échappe vers le NNE. Bien que la géologie des Andes de Mérida soit relativement bien décrite en surface, sa structure profonde n'est pas connue. Notre travail consiste à mieux contraindre la géométrie des failles en profondeur ainsi que l'évolution structurale de la chaîne à partir d'observations géologiques, de l'interprétation d'images de satellites et de données géophysiques. Afin de connaître l'âge d'activation de la faille de Boconó, nous avons étudié le remplissage du bassin de La González. Nous avons également réalisé des coupes géologiques équilibrées pour expliquer le fonctionnement en profondeur du partitionnement de la déformation. A partir de la trace en surface des failles de Boconó et de Valera, nous avons réalisé un modèle géologique 3D de l'échappement du Bloc de Trujillo permettant de comprendre l'importance de ce processus au sein de l'orogène.

Ce travail se situe dans le cadre de la modélisation numérique par éléments finis du procédé de forgeage à chaud des métaux. Il a pour but l'optimisation du logiciel de simulation numérique tridimensionnelle Forge 3. Il s'oriente autour de deux points bloquants pour une utilisation de ce logiciel: des problèmes de précision sur la surface de contact entre la pièce et l'outil et un temps de calcul élevé. Dans la première partie, on étudie le problème du contact unilatéral. En partant de la méthode de pénalisation existant, on améliore l'algorithme de contact par la mise en place d'un algorithme implicite. On valide ces développements sur plusieurs cas de forgeage où l'on montre l'apport du nouvel algorithme en terme de précision de gestion de la surface entre la pièce et l'outil. Dans la seconde partie, on traite du problème de temps de calcul. Malgré la mise en place d'une méthode de calcul parallèle les délais de calcul pour une simulation tridimensionnelle restent très élevés. Nos travaux ont donc consisté à remplacer le solveur de type résidu minimal implémenté dans Forge 3 par une méthode asymptotiquement optimale basée sur l'utilisation de multigrilles. Nous avons développé une méthode originale utilisant la méthode de résidu minimal comme lisseur et une méthode de raffinement de maillage pour la construction des différents niveaux. Nous avons optimisé cet algorithme en introduisant en particulier un préconditionneur utilisant une factorisation de Crout incomplète pour les résolutions grille grossière. Les résultats obtenus en bigrille sur différents cas de forgeage sont excellents et les quelques résultats sur un calcul avec trois niveaux de maillage sont très encourageants.