Thèse de doctorat : sciences. Mécanique : Ecully, Ecole centrale de Lyon : 2005. / 96 réf.

Thèse de doctorat : sciences. Mécanique : Ecully, Ecole centrale de Lyon : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre. 96 réf.

Thèse de doctorat : Science et ingénierie des matériaux : INPL : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Thèse doctorat : Mécanique : Villeurbanne, INSA : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 153-158.

Les pieds d'aubes de soufflantes de turboréacteurs font face à des sollicitations de type fretting. Il en résulte deux types d'endommagements: (i) l'amorçage et la propagation de fissures, (ii) l'usure des surfaces en contact. OBJECTIF: Afin de fournir les outils permettant de répondre à la problématique industrielle, une méthode semi-analytique permettant de traiter des problèmes de contacts élasto-plastiques revêtus et/ou hétérogènes est développé à partir d'éléments existants et de solutions analytiques et numériques novatrices. METHODE: La structure est simplifiée en supposant un contact entre deux massifs élastiques semi-infinis. Des solutions analytiques donnant pour: + les contributions élémentaires de chargements normaux et tangentiels constants sur une surface rectangulaire + les contributions élémentaires de déformations plastiques supposées constantes sur un volume parallélépipédique + les contributions élémentaires de déformations d'incompatibilité liées à un problème hétérogène (inclusions, revêtements, endommagement,...) supposées constantes sur un volume parallélépipédique. >> les déplacements en surface ou les contraintes dans le volume. Les déplacements en surface ou les contraintes dans le volume sont alors exprimés en utilisant des produits de convolution discrets entre des coefficients d'influence et la source surfacique (chargements en surface) ou volumique (déformations plastiques ou d'incompatibilité). Le problème normal et le problème tangentiel en glissement total ou en glissement partiel peuvent alors être résolus, en prenant en compte les effets plastiques et hétérogènes. L'algorithme d'optimisation sous contrainte utilisé (contact elastique) est celui développé par L.Gallego tandis que la base du solver plastique utilisé a été développé par C. Jacq (contact elasto-plastique sans frottement) RESULTATS: De nouvelles solutions analytiques sont obtenues pour le calcul des déplacements résiduels tangentiels.

En 1724, le chapitre d’Utrecht rompait définitivement avec Rome en se dotant d’une hiérarchie propre. Or précisément au même moment, les persécutions anti-jansénistes augmentaient en France, particulièrement contre les religieux. Depuis longtemps cette Église entretenait des liens avec les milieux port-royalistes et elle devint rapidement et logiquement le lieu où l’on pouvait envoyer ces religieux à couvert des persécutions. La naissance et les premières péripéties de ce refuge, créé dans l’urgence, sont l’objet particulier de notre étude. Les jansénistes français mirent rapidement tous leurs espoirs dans l’Église d’Utrecht, celle ci devant servir de modèle à une Église universelle obscurcie. Mais très vite les rêves et les espoirs se sont heurtés à une réalité bien moins reluisante. Les difficultés rencontrées furent multiples et les divisions croisées à divers niveaux, dans l’Église de Hollande ou dans les communautés, en France ou aux Provinces-Unies, individuellement ou en groupe, jusqu’à rendre la situation inextricable. Ces difficultés compromirent l’avenir de ce refuge mais aussi de l’Église d’Utrecht jusqu’à ce que l’interaction France-Hollande diminue sous l’épiscopat de Meindaerts (1739-1767), amenant l’apaisement. / In 1724, the chapter of Utrecht consecrated its own bishop, thus breaking up for good with Rome. And strikingly enough, at the same time in France, jansenists were increasingly persecuted, especially in congregations. The Dutch clergy of Utrecht has for long maintained close links with French jansenism circles so that it became naturally and quickly the best place to shelter these oppressed monks. The various episodes, including the genesis of this makeshift church, shall retain our attention and be the main topic of our study. French jansenists soon relied upon this new independent church which was expected to provide a good example for Rome to follow. Yet, pretty soon, all their dreams and hopes vanished and melted away as they faced reality. Division, added to several difficulties arose on different levels, be it in the Dutch Church, in communities, in France or in the United Provinces, and consequently aggravated the situation. Those latter hindrances threatened not only the existence and the future of the refuge but also compromised the Utrecht Church. However, the episcopate of Meindaerts (1739-1767) brought about relief and comfort.

Ce mémoire présente une étude sur l’usure générée par des impacts glissants obliques faiblement chargés, et plus particulièrement par les impacts répétés entre les tubes de générateur de vapeur et les barres antivibratoires dans les réacteurs à eau pressurisée. L’étude expérimentale de la dynamique des impacts obliques montre une très forte dépendance de leurs caractéristiques à l’angle d’incidence, avec l’existence de deux régimes de frottement distincts, caractérisés par du glissement pendant tout l’impact pour les angles rasants et par une phase de glissement suivi d’une phase d’adhérence pour les angles proches de la normale. Les caractéristiques dynamiques des impacts, telles que le rapport de percussion, la perte d’énergie ou la distance glissée au cours d’un impact, sont exprimées en fonction des paramètres incidents, du coefficient de frottement cinétique et du coefficient de restitution, en étendant les formulations érosives de Brach [1] au cas d’impacts percussifs multi-aspérités faiblement chargés. L’étude de l’usure générée par des impacts obliques en air et en eau à température ambiante montre que celle-ci est reliée linéairement à la perte d’énergie sans période d’incubation, par un coefficient constant en air, et par un coefficient qui dépend fortement de l’angle d’incidence en eau. Les surfaces usées présentent des stries semblables à de fines rayures d’abrasion, sans trace d’adhésion ou de déformation plastique importante, incitant à proposer un scénario d’endommagement fondé sur un enlèvement de matière uniquement généré par des micro-rayures d’abrasion. Deux modèles d’usure par impacts en eau sont formulés, exprimant d’une part le volume usé et d’autre part la profondeur usée en fonction des paramètres incidents des impacts, du coefficient de restitution, du coefficient de frottement cinétique, des caractéristiques géométriques du tube GV et de la BAV et d’un coefficient d’usure constant. / This thesis presents a study on wear induced by low-loaded sliding impacts in general and on wear induced by repetitive impacts between steam generator tubes and antivibration bars in pressurized water reactors in particular. The experimental study of the impacts dynamics shows that their characteristics strongly depend on the incidence angle. Two friction regimes are observed, characterized by sliding throughout the impact for grazing angles and by the existence of a sliding phase followed by an adhesion phase for the angles close to normal. The dynamic characteristics of the impacts, such as the impulse ratio, the energy loss or the sliding distance during an impact, are expressed as functions of the incident parameters, the kinetic friction coefficient and the restitution coefficient. These expressions extend the erosive formulations of Brach [1] to the case of low-loaded percussive multi-asperities impacts. The study of wear induced by oblique impacts at ambient temperature in air and water environment shows a linear relationship between the wear volume and the energy loss without any incubation period, with a constant proportionality coefficient in air, and with a proportionality coefficient which strongly depends on the incidence angle in water environment. Ridges similar to thin abrasion scratches are observed on the worn surfaces, without any mark of adhesion or significant plastic deformation. Thus, a damage scenario based on micro-scratching abrasion only is proposed. Two impacts wear models in water environment are proposed, which express firstly the worn volume and secondly the maximal worn depth as functions of the impacts incident parameters, the restitution coefficient, the kinetic friction coefficient, the SG tube and AVB geometrical characteristics and a constant wear coefficient.

Le polyéthylène à ultra-haut poids moléculaire (PE-UHPM) est un matériau utilisé comme composant d’appui dans les prothèses articulaires, dont la durabilité dépend des propriétés chimiques et mécaniques de ce polymère. Une des principales étapes de la production de composants en PE-UHPM pour les prothèses est la réticulation par irradiation qui améliore considérablement la résistance à l'usure, mais dans le même temps, réduit drastiquement la stabilité chimique, la résistance à la traction et la résistance à la fracture du PE-UHPM. La texturation, définit comme un procédé induisant la formation d'un réseau de molécules alignées,pourrait être un traitement alternatif à la réticulation, car elle peut augmenter la résistance à la traction et la résistance à la fracture d'un polymère sans altérer ses propriétés chimiques. Cependant,peu d'informations sont connues sur l'effet de l'orientation initiale des chaînes sur le glissement et le comportement à l’usure du PE-UHPM texturé. Dans cette thèse, l'effet de l'état d'orientation des chaînes sur le comportement au glissement et à l'usure du PE-UHPM est étudié, ainsi que les mécanismes sous-jacents. / Ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) is a material widely used as bearing material in joint prostheses whose durability depends on its chemical and mechanical properties. One of the main steps in the production of UHMWPE parts for prostheses is an irradiation-induced cross-linking that considerably improves wear resistance, but at the same time lowers drastically the chemical stability, tensile strength, and toughness of UHMWPE.Texturing like e.g. the formation of a stretched molecular network, could be an alternative treatmentto cross-linking, since it can increase strength and toughness of a polymer without altering itschemical properties. However, little information is yet available about the effect of chain orientationon the sliding and wear behaviour of textured UHMWPE. In this PhD thesis, the effect of the chainorientation state on the sliding and wear behaviour of UHMWPE is investigated as well as the underlying mechanisms.

Les balais de démarreurs utilisent un mélange de graphite et de cuivre pour assurer la transmission du courant électrique dans un contact glissant. La densité de courant qu'ils subissent peut atteindre 300A et la vitesse de glissement 20m/s. Ces contraintes très sévères entrainent une usure rapide de ces balais. La conséquence directe est un nombre de cycles insuffisant face au nombre accru demandé par les consommateurs, notamment avec l'introduction de la fonctionnalité stop-start qui augmentent d'une façon brutale le nombre de démarrage d'un démarreur. Le but de la thèse est de comprendre le mécanisme d'usure de ces balais métal-graphite via la modélisation numérique et des essais expérimentaux réalisés sur un banc tribomètre. La compréhension passe au niveau général d'un milieu continu homogène discrétisé par des éléments discrets jusqu'à un mélange d'élément entre cuivre et graphite, pour avoir une appréciation plus approfondie du mode d'usure notamment concernant les deux éléments présents cuivre et graphite, en essayant de chercher une composition optimale. / We study the tribological behavior of brush-commutator contact for electrical starters. Such contact composed of metal-graphite brushes and a copper commutator is under extremely severe electrical and mechanical sollicitations during starting cycles. The direct impact of this is an insufficient number of cycles for stop-start applications before failure. Our goal is to study the effect of electrical current on the tribological behavior of the contact system using enhanced Discrete Element Method. The mechanical, electrical and thermal behaviors are computed for a elementary representative volume of contact system. The simulation results showed the impact of Joule heating on tribological behavior of contact accelerate the wear process of contact, suggesting a better brush material with better electrical conductivity, leading to the study of the impact of metal content on tribological behavior of contact, since metal elements can improve significantly the electrical conductivity of brush material.

Le poly-aryl-éther-éther-cétone (PEEK) est un polymère thermoplastique qualifié de haute performance. Celui-ci suscite l’intérêt de la recherche et de l’industrie pour ses propriétés mécaniques remarquables et sa grande stabilité chimique. Cependant, le PEEK reste relativement sensible à l’usure. Le dépôt d’un revêtement dur à la surface d’un matériau sujet à l’usure est un moyen de protéger ce dernier de l’usure. Les revêtements de type diamond-like carbon (DLC) sont des matériaux connus pour avoir une très bonne résistance à l’usure permettant de protéger efficacement les substrats sur lesquels ils sont déposés. La génération d’une texturation à la surface du matériau d’intérêt est un autre moyen de contrôler son usure. Les lasers femtosecondes se révèlent être des dispositifs très intéressants pour réaliser rapidement des texturations de grande précision. Les travaux présentés dans ce mémoire ont pour objectif de combiner le dépôt d’un revêtement de surface de type DLC et la texturation de surface par laser femtoseconde afin d’améliorer les performances tribologiques du PEEK. La démarche employée a consisté, dans un premier temps, à élaborer un revêtement DLC permettant de protéger efficacement le PEEK de l’usure et ayant une excellente adhérence avec celui-ci puis, à étudier l’influence de la texturation de surface, et plus précisément l’influence des paramètres géométriques de la texturation, sur le comportement tribologique du PEEK revêtu de DLC. / Poly-ether-ether-ketone (PEEK) is a thermoplastic polymer which is often described as a high performance polymer. It is a material subjected to intensive academic and industrial researches for its remarkable bulk mechanical properties and its high chemical stability. However, PEEK is relatively sensitive to wear. The deposition of hard coatings onto materials subjected to wear is a means of protecting them from wear. Diamond-like carbon (DLC) coatings are known to be highly resistant to wear allowing to efficiently protect the substrate onto which they are deposited. Surface texturing is another means of controlling wear. Femtosecond lasers have proven to be very interesting devices in order to quickly produce high-precision textured surfaces. The work presented in this thesis aims at combining the deposition of a DLC coating and laser surface texturing in order to improve the tribological properties of PEEK. The approach was first to develop a highly adherent DLC coating able to efficiently protect the PEEK substrate from wear and then to study the influence of surface texturing, and more precisely the influence of some geometrical parameters, on the tribological behavior of the DLC-coated PEEK. Tt