Le travail de thµese porte sur l'application de la methode non-lineaire d' homogeneisation dite du second- ordre de Ponte Casta~neda (2002) pour estimer le comportement effectif des materiaux poreux viscoplastique. A titre de rappel, cette methode est basee sur la construction des principes variationnels appropries en utilisant un composite lineaire de comparaison pour produire des evaluations correspondantes µa des milieux poreux non-lineaires. Ainsi, l'objectif principal de ce travail est de proposer un modµele constitutif general qui tient compte de l' evolution de la microstructure, et par consequent, de l'anisotropie induite par l'application de deformations nies au materiau poreux. Le modele est construit pour reproduire exactement le comportement d'un assemblage de sphere composites dans la limite des chargements hydrostatiques, et concide donc avec la limite hydrostatique du critere de Gurson (1977) pour des materiaux poreux plastiques avec des microstructures isotropes. En consequence, ce nouveau modµele ameliore les estimations d'homogeneisation existantes, lesquelles sont satisfaisantes pour de faibles triaxialites mais excessivement raides pour des triaxialites et des non-linearites elevees. En outre, les estimations obtenues par le modµele dependent de la troisieme invariable du tenseur macroscopique des contraintes, lequel porte un effet non negligeable sur la reponse eective du materiau pour de moyennes et hautes triaxialites. De plus, les resultats cites ci-dessus ont ete generalises µa des microstructures anisotropes complexes (par exemple : des microstructures avec des formes et des orientations arbitraires des pores) et a des chargements tridimensionnels, conduisant a la reponse anisotrope globale du materiau poreux. Le modele est ensuite etendu pour tenir compte de l'evolution de la microstructure lorsque le materiau est soumis µa des deformations nies. Enn, la validation du modµele propose a ete realisee par le biais de calculs par elements ¯nis sur des mi-crostructures axisymetriques periodiques, et donnent des resultats pertinents pour l'ensemble des triaxialites et des non-linearites envisagees.

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Les amortisseurs à masse accordée (TMD) connaissent un succès important en génie civil. Mais leur performance est très liée aux réglages de ses paramètres et leur efficacité varie beaucoup lorsque la structure évolue ainsi que le type de chargement. Dans ce travail, on a réalisé une version semi-active ne nécessitant pas de source d'énergie extérieure significative, à base d'amortisseurs électromécaniques commandés en temps réel. Cette version semi-active consiste en un TMD pendulaire couplé à un alternateur qui sert à transformer l'énergie mécanique en énergie électrique qui sera dissipée dans une résistance externe par effet Joule. Quatre points ont particulièrement été développés dans ce travail. ² Le premier est consacré à la conception des paramètres de l'actionneur en introduisant un critère d'optimisation. Ce critère est basé sur la maximisation du taux de décroissance exponentiel au moyen de la technique de placement des pôles. Il a été montré numériquement l'efficacité de cet actionneur ainsi que l'importance de ses paramètres optimaux à amortir le mode de torsion d'un démonstrateur d'un pont en construction lorsqu'il est en vibration libre ou également en vibration harmonique. ² Le deuxième est dédié à l'amortissement des plusieurs modes en introduisant plusieurs actionneurs. En particuliers, l'utilisation des trois actionneurs, dont un est attaché à l'extrémité du tablier et les deux autres sont attachés à l'extrémité du pylône, permettent d'amortir quatre modes de vibration du démonstrateur du pont. ² Le troisième porte sur le développement d'une loi de contrôle semi-actif qui permet une adaptation en temps réel des paramètres de l'actionneur lorsque la structure évolue ainsi que les types de chargement. Cette loi peut être appliquée pour amortir plusieurs modes en agissant sur un mode particulier à chaque instant dans l'esprit de la méthode MIMSC. Cette loi de contrôle, appliquée sur la résistance externe branchée aux bornes de l'alternateur, permet de faire varier le coefficient d'amortissement et de compenser la rigidité de l'actionneur. ² Le dernier porte sur la mise en oeuvre expérimentale, sur la maquette du pont, d'une part du contrôle passif et d'autre part du contrôle semi-actif. Dans le contrôle passif a été validé la théorie de la conception des paramètres de l'actionneur et a été confirmé l'efficacité de l'actionneur électromécanique. Mais, dans le contrôle semi-actif a été seulement validé l'avantage de rendre l'efficacité de l'actionneur indépendante de l'évolution de la structure.

Ces travaux de recherche portent sur l'étude du comportement vibratoire de plaques minces en fraisage de finition. Ils ont pour application les aubes des turbos compresseurs haute pression aéronautiques. La géométrie et le comportement dynamique de telles pièces induisent des vibrations lors de leur usinage de finition. L'état de l'art concernant la dynamique de la coupe démontre qu'il est difficile d'éliminer ces vibrations et qu'il n'existe pas d'outil prédictif probant dans le contexte décrit ci-avant. Des essais ont été réalisés sur des éprouvettes planes afin de maîtriser le maximum de paramètres expérimentaux. Ils ont permis d'aborder la notion d'acceptabilité d'une surface vibrée et de définir des critères pour la caractériser. Ces résultats ont été compares avec ceux issus d'une simulation temporelle. Une bonne corrélation entre les différentes zones vibrées a pu être observée. La mise au point finale du logiciel sera effectuée lors d'une étude ultérieure.

MODELISATION MAGNETOTHERMIQUE, METALLURGIQUE ET MECANIQUE DE LA TREMPE SUPERFICIELLE APRES CHAUFFAGE PAR INDUCTION APPLIQUEE AUX VILEBREQUINS

Le recyclage des produits et matériaux est en plein essor depuis quelques années, non plus seulement pour des raisons économiques mais aussi pour des raisons écologiques. Les législations ayant été mises en place obligent les industriels à recycler leurs produits. Ainsi sommes-nous en train de passer d'une société industrielle fortement dissipatrice en matières premières à une société basée sur le recyclage (Mathieux, 2002). En termes logistiques, cette évolution sociétale donne lieu à un flux grandissant de matières du consommateur au producteur : les flux inverses. Nous voulons nous intéresser au cas où le producteur est confronté à un retour de ses propres produits, en quantités variables. Ce flux retour, en s'ajoutant au flux de production initial, perturbe et complique la gestion classique des stocks (stocks en excès) et de la production (DeCroix et al., 2005). L'objectif de cette thèse est alors de proposer des modèles de gestion des stocks qui intègrent des flux inverses. Sur ces modèles, nous rechercherons des stratégies performantes d'approvisionnement des stocks qui prennent en compte les flux inverses (aléatoires), et ce a¯n de réduire le coût global du système. Par ailleurs, et au delà de la recherche de ces stratégies d'approvisionnement, une part importante de nos contributions réside dans les études numériques qui seront menées sur nos modèles a¯n de tester la validité, l'utilité ou la pertinence de certaines hypothèses.

Le présent travail développe des outils de modélisation de moyens de contrôle passifs et actifs destinés à répondre à certains problèmes de bruit. La première partie étudie les propriétés acoustiques de stratifiés viscoélastiques en contact avec un fluide pour mettre en évidence leurs propriétés d'atténuation et d'isolation. Ils peuvent être utilisés en revêtement d'une structure créatrice de bruit pour limiter l'énergie acoustique transmise dans une zone à protéger. La seconde partie est destinée à créer un outil de calcul général qui permette de déterminer avec précision le rayonnement et la diffraction d'ondes acoustiques par un obstacle élastique ou rigide. La modélisation est fondée sur une méthode d'équation intégrale couplée à un code d'éléments finis industriel (SAMCEF). Dans le cas particulier d'un mur antibruit infiniment long, de section constante, un outil spécifique est développé pour accéder, avec un coût en calcul réaliste, au champ de pression tridimensionnel au voisinage de l'écran. Cela permet par exemple de calculer l'effet d'atténuation en présence d'une excitation produite par une ligne de sources incohérentes. La dernière partie se consacre à des simulations d'efficacité de dispositifs de contrôle actif. En superposant les champs de pression créés par des sources primaires et secondaires nous pouvons calculer la réduction de bruit dans un domaine de l'espace pour des excitations harmoniques ou aléatoires stationnaires. L'étude des paramètres du problème tels que la disposition des sources ou la longueur des filtres montre qu'une modélisation peut apporter un gain important par rapport à une approche purement orientée vers le traitement du signal.

Radiative transfer plays an important role in turbulent combustion and should be incorporatedin numerical simulations. However, as combustion and radiation are characterized bydifferent time scales and different spatial and chemical treatments, and the complexity of theturbulent combustion flow, radiation effect is often neglected or roughly modelled. Couplinga large eddy simulation combustion solver and a radiation solver through a dedicated languageCORBA is investigated. Four formulations of Monte Carlo method (Forward Method,Emission Reciprocity Method, Absorption Reciprocity Method and Optimized ReciprocityMethod) employed to resolve RTE have been compared in a one-dimensional flame testcase using three-dimensional calculation grids with absorbing and emitting medium in orderto validate the Monte Carlo radiative solver and to choose the most efficient model forcoupling. In order to improve the performance of Monte Carlo solver, two techniques havebeen developed. After that, a new code dedicated to adapt the coupling work has beenproposed. Then results obtained using two different RTE solvers (Reciprocity Monte Carlomethod and Discrete Ordinate Method) applied to a three-dimensional turbulent reactingflow stabilized downstream of a triangular flame holder with a correlated-k distributionmodel describing the real gas medium spectral radiative properties are compared not onlyin terms of physical behavior of the flame but also in computational performance (storagerequirement, CPU time and parallelization efficiency). Finally, the impact of boundary conditionstaking into account the actual wall emissivity and temperature has been discussed.

La thèse traite, de la conception à la réalisation, d'un simulateur d'images dans le domaine de l'infrarouge. Le choix de l'architecture, la sélection des modèles, l'implantation et l'interfaçage de ces modèles, la validation et l'étude de sensibilité du simulateur, voici toutes les étapes qui ont été abordées durant cette thèse. La simulation de ces images est basée sur la synthèse. Cette approche nécessite la modélisation de tous les phénomènes physiques qui influent sur le signal à la surface. Nous avons tout d'abord répertorié les phénomènes physiques qui influent sur la luminance spectrale, puis nous en avons négligé certains en fonction de nos spécifications. Les phénomènes restants ont été modélisés. Cela concerne par exemple les flux solaire et atmosphérique reçus, la conduction de chaleur en profondeur, le flux de chaleur latente, etc. La littérature étant riche en modèles, une sélection a été réalisée sur des critères de représentativité physique, simplicité de mise en oeuvre et nombre de paramètres minimal. A la suite de cette sélection, les modèles ont été implantés et interfacés. SPIRou, le logiciel résultant de cette implantation, est maintenant opérationnel. II a été validé à l'aide de campagnes de mesures telles que HAPEX-MOBILHY, EFEDA, et une étude de sensibilité a été menée. II permet de déterminer pour une application particulière : les bandes spectrales d'étude, les heures d'observation, les conditions d'éclairement, les conditions météorologiques et le type de cibles. II peut être utilisé pour des applications telles que la spécification de missions, la formation à la compréhension et à l'interprétation de l'imagerie infrarouge et à la validation d'algorithmes d'exploitation.

Le travail réalisé au cours de cette thèse, suite à l'initiative de Turbomeca, est une contribution à l'étude du bruit à large bande à l'échappement d'un turbomoteur d'hélicoptère, portant plus précisément sur la gamme de fréquences qui s'étend sur la gamme de fréquences qui s'étend de 100 à 5000 Hz. Contrairement au bruit à l'échappement des turboréacteurs d'avion sur lesquels le bruit de jet prédomine, ici ce dernier est négligeable en raison de la faible vitesse d'échappement des gaz. L'analyse des données disponibles à Turbomeca et une étude bibliographique approfondie ont permis de préciser la signature fréquentielle du bruit à large bande à l'échappement avec notamment trois contributions distinctes :- Le bruit de combustion direct généré au niveau de la chambre par la flamme (100-400 Hz)- Le bruit de la combustion indirect généré par la turbine haute-pression (500-800 Hz)- Le bruit de combustion indirect généré par la turbine libre (1-3 Hz)Le bruit de combustion indirect est issu de la déformation des perturbations tourbillonnaires et entropiques issues de la combustion lors de leur passage dans les turbines. Ce travail de thèse porte plus précisément sur ce mécanisme. Notamment, des essais sur une turbine industrielle ont été réalisés afin de mettre sa présence en évidence. En parallèle, un modèle analytique de type " disque d'action " (c'est-à-dire dans lequel la turbine est assimilée à une surface de discontinuité) a été développé. Ceci est justifié par le fait que les longueurs d'ondes (acoustique et aérodynamique) sont grandes devant les dimensions des aubes, notamment la corde axiale. On néglige ainsi la géométrie fine des aubes. Seule est prise en compte leur influence sur l'écoulement qui se traduit uniquement par l'accélération et/ou la déviation de ce dernier, et le changement des propriétés thermodynamiques correspondant. La difficulté de la modélisation réside dans l'écriture des relations de saut entre les grandeurs de l'écoulement en amont et en aval de la grille d'aubes.