L’épaule est la plus mobile et la plus fragile des articulations. Elle est souvent touchée en traumatologie ou altérée à cause de dégénérescences. Afin d’étudier son fonctionnement et les diverses problématiques associées, un modèle éléments finis multidisciplinaire a été développé. Les différents composants anatomiques ont été reconstruits à partir d’images médicales ; puis un comportement mécanique et des propriétés spécifiques ont été paramétrés. Des propriétés contractiles ont été implémentées pour les principaux muscles. Différentes applications ont été étudiées :- En traumatologie, la chronologie lésionnelle a été expliquée et détaillée dans le cas d’un impact latéral.- En orthopédique, l’enclouage centromédullaire d’un humérus traumatique a permis de comprendre le fonctionnement et les conséquences de ce type d’implant.- En physiologie du mouvement, le concept de la prothèse inversée a été évalué mécaniquement à travers l’influence des muscles de la coiffe des rotateurs. / The shoulder is the most mobile and the most fragile joint. It is often affected by trauma or impaired due to degenerations. In order to study its behaviour and various problems associated, a multidisciplinary finite element model was developed. The anatomical components have been reconstructed from medical data, and then mechanical behaviour and specific properties have been configured. Contractile properties were implemented for the main muscles. Different applications have been studied:- In trauma field, the injury timeline was explained and detailed in the case of a side impact.- In orthopaedic domain, the intramedullary nailing of a traumatic humerus has to understand the function and the consequences of this type of implant.- In the physiologic field, the concept of reverse prosthesis has been evaluated mechanically through the influence of the muscles of the rotator cuff.

Il est bien connu que les alliages à mémoire de forme (AMF) sont considérés comme une classe particulière de matériaux qui peuvent retrouver une forme préalablement définie par simple chauffage. Cette propriété remarquable, appelée effet mémoire de forme, peut être exploitée dans la conception d'applications originales afin de trouver les solutions intéressantes aux problèmes rencontrés dans divers champs industriels. Dans notre travail, nous proposons une loi constitutive tridimensionnelle thermomécanique adaptée aux alliages à mémoire de forme à base de fer. Elle tient compte de l'effet de la transformation martensitique et des mécanismes de glissement plastique et leurs interactions. La formulation adoptée est basée sur une description micromécanique simplifiée. La comparaison entre les forces motrices et les forces critiques d'activation des mécanismes mis en jeu nous ont permis de déterminer le type de comportement induit pour un niveau de chargement donné. Nous avons adopté le schéma implicite d'intégration de Newton-Raphson pour la résolution de ce système. Les résultats obtenus pour des chargements thermomécaniques sont comparés à ceux obtenus expérimentalement. / It is well known that Shape Memory Alloys (SMA) are a particular class of materials that can recover a memorized shape by simple heating. This remarkable property, called the Shape Memory Effect (SME), can be exploited in the design of original applications in order to find attractive solutions to problems encountered in various industrial fields. We propose a thermo-mechanical three-dimensional constitutive law adapted to Fe-based shape memory alloys. It takes into account the effect of the martensitic transformation and the plastic slip mechanisms and their interaction. The adopted formulation is based on a simplified micromechanical description. The macroscopic behaviour is derived by considering the equivalent homogeneous effect on a representative volume element. The Gibbs free energy expression is defined. Thermodynamic driving forces are then derived and compared to critical forces leading to the constitutive equations solved by Newton–Raphson numerical scheme. Obtained results for thermo-mechanical loadings are compared to experimental ones.

Les phénomènes de localisation de déformation et de coalescence de microfissures sont considérés comme les deux principaux précurseurs du processus de rupture des structures en matériaux cimentaires. Il est aujourd’hui largement reconnu que la rupture survient suivant les trois étapes successives que sont la nucléation des microfissures, la propagation des microfissures et leur coalescence à la présence d’une zone fortement localisée. La modélisation de ce processus de rupture présente un travail complexe et délicat. Cette thèse porte sur la modélisation multi-échelle de l’endommagement et de la rupture des matériaux cimentaires sous sollicitation hygrométrique avec des effets d’agrégat. Les travaux présentés dans cette thèse visent à décrire le comportement mécanique et le processus de rupture des matériaux cimentaires en prenant en compte des effets d’agrégats à une échelle mésoscopique. La pâte cimentaire sera considérée comme un milieu homogène qui sera décrit par un modèle de comportement élastoplastique homogénéisé, permettant de prendre en compte la localisation de déformation et le processus de fissuration. Une approche numérique, à l’aide de la méthode XFEM, sera proposée afin de prendre en compte les effets des agrégats et des interfaces. / The phenomena of strain localization and coalescence of microcracks are regarded as two principle precursors of the rupture process structures in cementitious materials. It is now widely recognized that the rupture occurs following by three stages that are microcracks nucleation, the propagation of microcracks and their coalescence in a highly localized area. The modeling of this process of rupture presents a complex and delicate work. This thesis focuses on the multi-scale modeling of damage and fracture of cementitious materials under hydrometric solicitation with effects of aggregates. The work presented in this thesis aims to describe the mechanical behavior and the rupture process of cementitious materials taking into account the effects of aggregates at mesoscopic scale. The cement paste is considered as a homogeneous medium which is described by an elastoplastic homogenized model, which takes into account the strain localization and cracking process. A numerical approach by using the extended finite element method(XFEM) will be proposed to take into account the effects of aggregates and interfaces.

Ce travail présente des méthodes simplifiées pour la simulation de l'usinage. Deux axes sont choisis, la simulation de l'erreur de forme ainsi que la prédiction du broutement. La pièce et l'outil sont supposés déformables. Ils sont modélisés par la méthode des éléments finis. La coupe est modélisée par l'application de l'effort de coupe comme un chargement ponctuel. Cet effort de coupe est obtenu en utilisant des lois expérimentales. Pour prédire l'erreur de forme, l'écart outil-pièce est calculé pour chaque configuration de l'application de l'effort de coupe et le défaut de forme final est reconstruit à partir de ces résultats. Les effets régénératifs ne sont pas pris en compte. Par conséquent, l'instabilité de la coupe ne peut pas être prévue. L'étude de l'instabilité fait l'objet des méthodes de prédiction du broutement. Elles utilisent une approche fréquentielle pour calculer la limite inconditionnelle de stabilité du système. Pour chacun des deux aspects, une première méthode basée sur la statique du système est présentée puis discutée. Une méthode basée sur le comportement dynamique du système est ensuite présentée. Les résultats calculés sont confrontés à des résultats expérimentaux.

Thèse de doctorat : SCIENCES ET TECHNIQUES : Metz : 1999. / 1999METZ032S. 103 ref.

Thèse de doctorat : Sciences. Mécanique : Ecole centrale de Lyon : 2003. / 162 réf.

Thèse de doctorat : Sciences, Mécanique : Ecole centrale de Lyon : 2003. / Titre provenant de l'écran-titre. 162 réf.

Thèse doctorat : Génie Mécanique : Villeurbanne, INSA : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 229-240.

Thèse doctorat : Analyse Numérique : Villeurbanne, INSA : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 141-145.

Thèse de doctorat : Génie électrique : Lille 1 : 2000. / N° d'ordre (Lille1) : 2903. Bibliogr. p. 119-122.