Le thème de ce travail de recherche concerne la commande des systèmes non linéaires et s'applique à la conduite des mouvements au sol des avions de transport. Un modèle de la dynamique des mouvements de l'avion au sol a été élaboré et validé par comparaison avec des données réelles. Une architecture globale des systèmes de pilotage au sol des avions de transport a été proposé et a conduit à la synthèse de lois de pilotage et de guidage en manuel et en automatique concernant les mouvements longitudinaux et latéraux de l'avion au sol. La phase de roulage à l'atterrissage a été plus particulièrement étudiée. De plus, cette thèse a été l'occasion de mettre en ¿uvre la technique de synthèse de lois de commande par inversion de la dynamique ainsi que les techniques neuronales pour la génération de trajectoires de consigne. Les validations par des simulations non linéaires et par des essais en vol confirment les performances des lois de commande proposées et la viabilité des architectures fonctionnelles associées.

Ce travail s'inscrit dans le cadre de la simulation numérique de procédé de forgeage des métaux. Il s'articule autour de deux thèmes principaux que sont l'adaptation du logiciel Forge3® au procédé de roulage d'anneaux à mi-chaud d'une part, et la réduction des temps de calcul d'autre part. Après un premier chapitre décrivant le cadre d'étude, est présentée dans une deuxième partie l'étude du procédé de roulage. Grâce à l'introduction d'un nouveau formalisme des outils flottants dans le logiciel, on arrive à reproduire fidèlement la cinématique particulière de l'outillage. Ces développements sont validés par une confrontation directe avec des résultats expérimentaux. Vient ensuite un travail d'identification des paramètres thermiques de la simulation. Ces paramètres sont validés par l'étude de deux types de bagues sensiblement différentes. Les résultats sont très encourageants, la simulation se montrant prédictive sur la trajectoire de l'outillage, ainsi que sur l'évolution de la température de la matrice tout au long d'un cycle, et ce sur les deux symboles différents. On présente enfin dans une troisième partie une nouvelle méthode de résolution de systèmes linéaires basée sur un algorithme multigrilles trois niveaux. Le solveur multigrille, construit à partir de la librairie PETSc, est fondé sur une technique de déraffinement automatique de maillage qui permet d'obtenir des maillages grossiers emboîtés par noeuds. Après une étude paramétrique permettant la bonne configuration du solveur, on vérifie numériquement sa convergence asymptotique linéaire. Les performances obtenues sur différents cas de forgeage sont édifiantes, avec une division du temps de résolution d'un système linéaire par un facteur 6, pour une division du temps de calcul total de la simulation par un facteur 3 pour des maillages d'environ 60000 noeuds.

La stabilité des excavations dans les roches fracturées est influencée, entre autres, par le régime structural, qui est inhérent à la roche. Divers outils sont disponibles pour les analyses de stabilité, mais la qualité des résultats dépend considérablement des données d’entrée disponibles et des outils utilisés. Dans ce mémoire, deux études de cas sont présentées, qui étudient l'influence de la représentation de données structurales sur l'analyse de stabilité. La première étude de cas traite de la stabilité d'une pente de roche le long d'une route près de Fleurimont, qui a subi des effondrements de dièdre. L’objectif était de découvrir si les effondrements pourraient avoir été prédits et d'évaluer la probabilité de la rupture de dièdre le long de la pente. Plusieurs analyses d'équilibre limite ont été effectuées, y compris une analyse déterministe rétrospective de deux ruptures de dièdres, et une analyse probabiliste des dièdres individuels. De plus, une analyse probabiliste de système de joints a été effectuée en utilisant les modèles 3D de système de joints, qui ont été générés avec des données de terrain. Les données nécessaires pour les analyses ont été recueillies sur place. Les résultats d’analyse rétrospective ont indiqué l'instabilité potentielle des dièdres observés, et les approches probabilistes ont confirmé l'occurrence des effondrements de dièdre le long de la pente, mais ils ont également démontré que la probabilité d'effondrements semblables est faible. Les résultats ont démontré qu'une analyse de données exhaustive en utilisant plusieurs outils d'analyse est requise pour obtenir une évaluation fiable du comportement de la roche. La deuxième étude de cas discute de la stabilité des galeries à la mine souterraine LaRonde de l'Agnico Eagle, qui sont concernées par de grandes déformations à cause de la convergence des parois. L'analyse de la convergence observée s'est concentrée sur la génération d'une série de modèles numériques 2D selon la méthode des éléments finis, visant à reproduire le mécanisme d'effondrement et les déformations résultantes. La foliation in situ a été reproduite par des joints, qui ont été introduits explicitement dans le modèle. Les données structurales requises ont été rassemblées sur place. Les modèles ont été calibrés avec les données de convergence disponibles. Les résultats de modélisation numérique ont atteint une bonne concordance avec les observations sur place. Les deux profils caractéristiques observés et l’ordre de grandeur des déformations mesurées ont pu être reproduits. Il a été démontré que le modèle numérique appliqué est un outil utile pour modéliser les conditions complexes observées à la mine. Plus d'expériences de validation devraient être effectuées, mais la méthode peut potentiellement être employée pour élaborer de meilleures stratégies pour les travaux de développement minier dans des conditions semblables. Les deux études de cas ont démontré l'influence de la représentation des données structurales sur l'analyse de données. En outre il a été montré que le choix des outils d'analyse influence les résultats obtenus. / The stability of excavations in fractured rock is influenced among others by the structural order inherent in the rock mass. Various analysis tools are available for stability analysis, but the quality of results depends considerably on the available analysis data and the tools used. In this thesis two case studies of excavations in fractured rock are presented that investigate the influence of structural data representation on the stability analysis. The first case study focused on the stability of a rock slope along a road cut near Fleurimont that has experienced wedge failures. The aim was to find out, if the failures could have been predicted, and to evaluate the probability of wedge failures along the slope. Different limit equilibrium wedge analyses were carried out, including a deterministic back-analysis of two wedge failures and a probabilistic analysis of individual wedges. Furthermore a probabilistic joint system analysis was carried out using 3D joint system models generated out of field data. As part of this work the required analysis data was collected on site. The back-analysis results suggested potential instability of the observed wedges, and the probabilistic approaches confirmed the occurrence of wedge failures along the slope, but also indicated the only low probability for these failures. The results demonstrated that a comprehensive data analysis using various analysis tools is required to reach a reliable assessment of the rock behaviour. The second case study discusses the stability of drifts at Agnico Eagle’s LaRonde underground mine that are affected by large deformations due to rock squeezing. The analysis of the observed drift convergence focused on the generation of a series of numerical 2D finite element models, aiming to reproduce failure mechanism and resulting deformations. The in situ foliation was reproduced by explicitly introducing joints into the model. The required structural data was collected on site. As reference data for the model calibration available convergence data was used. The modelling results reached a good agreement with the observations on site. Both observed characteristic deformation profiles as well as measured deformation magnitudes could be adequately reproduced. It could be demonstrated that the applied numerical model is a useful tool to model the complex squeezing ground conditions observed at the mine. More validation experiments should be carried out, but the method can potentially be used to develop better mine development strategies in similar conditions. Both case studies demonstrated the influence of structural data representation on the data analysis. Furthermore it could be shown that the choice of analysis tools influences the obtained results.

Cette étude, réalisée dans le cadre d'une thèse en contrat CIFRE avec la société PSA Peugeot Citroën, a pour objectif l'étude expérimentale et numérique du procédé de sertissage des tôles métalliques. Ce procédé intervient dans les dernières opérations de mise en forme des ouvrants automobiles, après l'emboutissage et le tombage de bord (inclinaison du bord de la pièce à 90◦ ). Il s'agit d'un procédé d'assemblage par déformation plastique à froid, entre la peau extérieure et la doublure (partie renforçante) d'un ouvrant. Il est classiquement scindé en deux étapes, qui sont le présertissage, qui amène le bord tombé à environ 45◦ de la doublure, et le sertissage. Deux matériaux sont étudiés : un aluminium de la série 6000 et un acier à bake hardening. La caractérisation est réalisée à l'aide d'essais de traction uniaxiale et de cisaillement monotone et alterné, an de caractériser l'effet Bauschinger. L'étude s'est particulièrement attachée à la détermination des paramètres matériaux d'une loi de comportement élastoviscoplastique avec des critères de plasticité isotrope et anisotrope couplés à un écrouissage isotrope et mixte. Un dispositif de sertissage spécique a été conçu pour permettre le tombage et le sertissage classique et par roulage d'éprouvettes de laboratoire non planes (galbées) avec des bords courbes. Ces éprouvettes ont subi des prédéformations par expansion biaxiale (2 rayons de galbe différents) puis sont découpées par laser, tombées et serties sur le dispositif. Ces essais ont constitué une base de données expérimentale pour plusieurs géométries, avec mesure des caractéristiques géométriques et des efforts. La modélisation du procédé de sertissage classique a été réalisée avec le logiciel Pamstamp2G afin de déterminer l'influence des lois de comportement (critère de plasticité et type d'écrouissage) sur les résultats de la prédiction numérique. L'étude s'est également orientée sur le développement d'un outil numérique pour modéliser le sertissage par roulage, afin de décrire la trajectoire du galet. La base d'essais a permis la calibration du procédé en déterminant les paramètres numériques optimums à adopter pour cette mise en donnée particulière. La déformation plastique équivalente atteint localement des valeurs entre 0.8 et 1.0 dans la zone pliée et des fissures peuvent apparaître pour l'alliage d'aluminium. Une loi de comportement qui prend en compte l'endommagement ductile (modèle GTN) a été identiée à l'aide d'essais de traction uniaxiale sur éprouvettes droites et avec entailles ainsi que sur des essais d'expansion biaxiale. Des essais expérimentaux représentatifs du procédé de sertissage ont permis de quantier expérimentalement cet endommagement sur la zone pliée et leur modélisation numérique, la détermination de la limite de sertissabilité de la structure.