Le perçage assisté par vibration est un procédé récent et industrialisé, de plus en plus utilisé pour le perçage des métaux et des empilages multi-matériaux. Il consiste en l’ajout d’oscillations au mouvement d’avance constant de l’outil en perçage classique. Ceci permet alors de générer une variation de la hauteur de coupe et de provoquer la fragmentation du copeau. L’objectif de cette thèse est d’apporter des connaissances sur les phénomènes de coupe présents lors du perçage et qui sont influencés par l’utilisation d’une assistance vibratoire. Pour cela, il s’agit d’étudier la cinématique du perçage assisté par vibration, c’est-à-dire les trajectoires des arêtes de coupe, afin de proposer une modélisation des actions mécaniques générées lors du perçage. Les observations de la cinématique réelle en bout d’outil mettent en exergue une différence entre la cinématique théorique et la cinématique réelle. Ces différences sont intégrées dans le modèle cinématique corrigé sur lequel s’appuient les modèles d’effort axial et de moment. Un modèle à comportement local est proposé afin de modéliser l’effort axial généré. Ce modèle est défini à partir de données issues de perçage classique. La seconde partie de l’étude se consacre à l’étude de la qualité du trou dans les multi-matériaux obtenue en perçage assisté par vibration. Dans cette partie sont analysées les bavures dans les métaux, l’état de surface et l’écaillage des matériaux composites. Il est ainsi comparé l’endommagement du trou percé en perçage assisté par vibration et en perçage classique dans les configurations d’essais identiques. Un lien entre les actions mécaniques générées lors de la coupe et les défauts engendrés en perçage assisté par vibration reste à étudier. / Contribution to the modelling of vibration assisted drilling and to the study of its impact on hole quality

Le perçage assisté par vibrations est un procédé assurant la maîtrise dimensionnelle des copeaux pour gagner en fiabilité sur les opérations de perçage. L’ajout d’une oscillation axiale pilotée en amplitude et en fréquence introduit deux nouveaux paramètres à déterminer en adéquation avec les paramètres conventionnels que sont l’avance et la vitesse de coupe. Le paramétrage d’une telle opération n’est donc pas trivial. Afin de fournir un outil d’optimisation du paramétrage du procédé, une nouvelle modélisation prenant en compte l’environnement « Pièce-Outil-Machine » est proposée. L’intégration de la géométrie de l’outil, des spécificités des interactions entre l’Outil et la Matière, et du comportement dynamique de la Machine permet s’adapter aux conditions de mise en oeuvre du procédé. Une méthode d’identification dissociée des éléments de l’environnement « Pièce-Outil-Machine » permet de caractériser les spécificités de chacun de ces éléments. Cette modélisation est validée par une campagne d’essai. La modèle développé dans ces travaux permet donc de prédire le comportement du procédé en vue d’une optimisation des paramètres opératoires. / Vibrations assisted drilling is a process which ensures chip shape control in order to increase reliability during drilling operations. The adding of axial oscillation, controlled with amplitude and frequency, introduce two new parameters which must determinate according to the conventional parameters (feed and speed rotation). The optimal setting of vibrations assisted drilling is not obvious. To provide an optimization-tool of the process, a new model which take into account the “Tool-Workpiece-Machine” environment, is proposed. Drill geometry, Tool-Workpiece interactions and dynamic behavior of the Machine are incorporated in the model. Tis specificity allows adjusting behavior of the process with the case of application. An identification methodology is presented to characterize the environment. Simulation’s results and experimental results are compared to validate the model. This model thus allows predicting process behavior in order to optimize the operational parameters.