Publications

2010

• Life-Sized Audiovisual Spatial Social Scenes with Multiple Characters: MARC & SMART-I²
  
  • Courgeon Matthieu
  • Rébillat Marc
  • Katz Brian F.G.
  • Clavel Céline
  • Martin Jean-Claude
  , 2010. With the increasing use of virtual characters in virtual and mixed reality settings, the coordination of realism in audiovisual rendering and expressive virtual characters becomes a key issue. In this paper we introduce a new system combining two systems for tackling the issue of realism and high quality in audiovisual rendering and life-sized expressive characters. The goal of the resulting SMART-MARC platform is to investigate the impact of realism on multiple levels: spatial audiovisual rendering of a scene, appearance and expressive behaviors of virtual characters. Potential interactive applications include mediated communication in virtual worlds, therapy, game, arts and elearning. Future experimental studies will focus on 3D audio/visual coherence, social perception and ecologically valid interaction scenes.
• Qualitative Methods for Inverse Scattering in Solid Mechanics
  
  • Bellis Cédric
  , 2010. Context. Inverse problems are widely studied today, and appear in a large range of applications: tomography and imaging, material constitutive property identification, non destructive control... The present subject comes within the scope of this last prospect. It concerns the research of new methods, fast numerically, allowing qualitative object identification (inclusions, cavities, cracks...) em- bedded in linear elastic solid medium, knowing (at least partially) the surface response to dynamical loadings. Most of the classical methods implemented to solve this kind of problems are dealing with an iterative minimization process, requiring high number of direct simulations. In the present context (three-dimensional elastic waves propagation), these are very expensive. The recent emergence of non-iterative probing methods allows to consider the study of this type of problems in a new light. Earlier works have shown in particular, within the framework of the hypothesis adopted in this subject, the interest of methods such as the Topological Sensitivity or the Linear Sampling for an approximate but fast detection. Project overview. The present study comes within the scope of the development of the two methods mentioned with application within the framework of the mechanics of deformable solids, i.e. inverse scattering problems in acoustic and elastic media. The main lines for this research work are: • The discussion of the methods' capabilities and performances especially when employed in the context of classical numerical tools such as finite element models. • The application of these developments to the combined qualitative identification, geometry and material parameters, of unknown defects embedded. • The extension of these methods as well as the demonstration of their usefulness in time-domain inverse scattering or using multi-frequency measurements of the scattered fields. • The study of theoretical issues raised by the developments of these methods. • The comprehension of the theoretical links which can exist between topological sensitivity and linear sampling.
• Micromécanismes et comportement macroscopique d'un élastomère fortement chargé
  
  • Azoug Aurélie
  , 2010. Le principal objectif de la thèse est d'étudier le comportement du propergol, matériau énergétique utilisé dans la propulsion. Dans le but de modéliser de façon cohérente le comportement mécanique, il est nécessaire de comprendre les liens entre la physique du propergol (élastomère fortement chargé) et ses propriétés macroscopiques. Une analyse expérimentale et numérique multi-échelles est privilégiée dans notre étude. Un plan d'expérience est construit et conduit à la fabrication de 22 compositions, dont la microstructure est caractérisée grâce à des essais d'analyse physico-chimique. Une simulation numérique de la déformation de la microstructure permet de plus d'étudier la répartition hétérogène des contraintes dans celle-ci. Un essai de résonance magnétique nucléaire (RMN) sous contrainte est mis en place et réalisé de façon à analyser l'évolution de la mobilité des segments de chaînes de polymère lorsque le matériau est déformé. A l'échelle macroscopique, le comportement viscoélastique est caractérisé par plusieurs essais d'analyse mécanique dynamique (DMA). L'influence de la prédéformation est examinée à température ambiante puis en fonction de la température. Une forte non linéarité du comportement mesuré est observée en fonction de cette prédéformation et des micromécanismes de déformation sont mis en évidence. Enfin, l'isotropie de ces micromécanismes est analysée grâce à des essais de DMA sous prédéformations multiaxiales.
• Caractérisation expérimentale de l'endommagement dans les minicomposites SiC/SiC
  
  • Chateau Camille
  • Gélébart Lionel
  • Bornert Michel
  • Crépin Jérôme
  • Caldemaison Daniel
  • Boller Elodie
  • Sauder Cédric
  • Langer Max
  • Ludwig Wolfgang
  , 2010, pp.10p.. Les composites SiC/SiC sont étudiés pour leur usage potentiel comme matériau de gainage dans les réacteurs nucléaires de génération future. Afin de valider un modèle multiéchelle d'endommagement à l'échelle microscopique, une caractérisation expérimentale de l'endommagement à l'échelle du toron est mise en œuvre. Des essais de traction in-situ sur minicomposite permettent d'obtenir des données statistiques sur la cinétique d'apparition des fissures matricielles et l'évolution de leur ouverture en fonction de la contrainte. Ces observations de surface sont complétées par des observations microtomographiques réalisées à l'ESRF sur un minicomposite en traction. L'analyse des images 3D permet alors d'étudier la propagation des fissures matricielles au sein du minicomposite. Les ruptures de fibres sont également observables grâce à cette technique d'observation.
• Etude de l'anisotropie d'endommagement de l'alliage d'aluminium 6061-T6
  
  • Shen Y.
  • Garnier Josselin
  • Allais Lucien
  • Crépin Jérôme
  • Caldemaison Daniel
  • Heripre Eva
  • Hiver J.M.
  • Forget Pierre
  , 2010, pp.12 p.. L'alliage d'aluminium 6061-T6 est retenu pour la fabrication du caisson-coeur du réacteur expérimental Jules Horowitz. Une étude de caractérisation des propriétés mécaniques en traction montre que le matériau présente une anisotropie marquée de l'allongement total liée à l'anisotropie d'endommagement. Afin d'expliquer ce phénomène, le lien entre la microstructure et le comportement mécanique est proposé dans ce travail. Une quantification des précipités grossiers qui sont à l'origine des mécanismes d'endommagement a été réalisée par analyse d'images. Une étude du comportement mécanique des précipités et de la matrice par micro-indentation montre une différence marquée de comportement entre les phases. Afin de confirmer le rôle des précipités grossiers dans les mécanismes d'endommagement, des essais de traction MEB in-situ ont été effectués. Les précipités Mg2Si et les intermétalliques s'endommagent progressivement durant tous ces essais. En outre, une analyse post mortem après déformation par tomographie X a montré une anisotropie de répartition de cavités. Un scénario d'endommagement de coalescence anisotrope intégrant l'alignement des précipités induit par le procédé de mise en forme semble expliquer l'anisotropie d'endommagement en traction.
• Determination of high temperature micro-scale strain distribution
  
  • Martin G.
  • Caldemaison D.
  • Bornert Michel
  • Pinna C.
  • Veron M.
  • Chehab B.
  • Fourmentin R.
  • Mithieux J. D.
  • Yerra S.K
  • Delannay L.
  • Pardoen T.
  • Brechet Y.
  , 2010.
• Thermo-mechanical effects in Compressed Air Storage (CAES).
  
  • Berest Pierre
  • Bérest P.
  • Brouard Benoît
  , 2010, pp.29-44.
• Plasticity and asperity-induced fatigue crack closure under mixed-mode loading
  
  • Doquet Véronique
  • Bui Quang-Hien
  • Constantinescu Andrei
  International Journal of Fatigue, Elsevier, 2010, 32 (10), pp.1612-1619. Plasticity and asperity-induced crack closure under mixed-mode non-proportional loading are investigated, using numerical models. It is shown that the applied mode II can either increase or decrease the effective DKI, depending on the R ratio and loading path. In some cases, mode II is found to have opposite effects on each of the two closure mechanisms. These results are coherent with some crack-length or roughness-dependent variations in mode I fatigue crack growth rate due to the presence of a static mode II reported in the literature. For 90 out-of-phase mixed-mode loading, mode II is predicted to reduce drastically or even suppress plasticity-induced closure. (10.1016/j.ijfatigue.2010.02.011)
  DOI : 10.1016/j.ijfatigue.2010.02.011
• The Carresse abandonment field tests.
  
  • Berest Pierre
  • Bérest P.
  , 2010, pp.165-200.
• Field testing issues relative to the long term abandonment of salt caverns.
  
  • Berest Pierre
  • Bérest P.
  , 2010, pp.31-49.
• Vulnérabilité et spectres de plancher des structures sismiquement isolées
  
  • Pham Khac Hoan
  , 2010. Cette thèse a été motivée par diverses questions qui se posent quant à l'utilisation de la méthode de l'isolation sismique dans l'industrie nucléaire. Malgré la recherche effectuée pendant les dernières décennies dans le domaine de l'isolation sismique, plusieurs questions restent ouvertes quant au comportement des structures isolées. Ces questions concernent d'une part la vulnérabilité de ces structures, due à une excursion (inattendue) dans le domaine post-linéaire et d'autre part, des phénomènes qui peuvent aboutir à une excitation significative des modes non isolés. Par ailleurs, à la différence des travaux antérieurs qui étudient le comportement sismique des bâtiments, une place importante est consacrée au comportement des équipements par le biais de l'étude des spectres de plancher. Dans un premier temps, la probabilité de défaillance, dans le cas de réponse non-linéaire de la superstructure, a été étudiée avec des modèles simples, pour différents lois de comportement non-linéaires et différents types d'appuis. Ensuite les effets de l'ajout d'un amortissement important ont été étudiés et le mécanisme d'amplification de la réponse des modes non-isolés a été expliqué. Afin de remédier au problème de l'amplification des modes non isolés, des systèmes d'isolation mixtes, combinant l'isolation passive avec des dispositifs semi-actifs, ont été considérés. Les analyses numériques confirment l'efficacité de cette approche. Enfin, une série d'essais, sur table vibrante, d'une maquette simple à deux degrés de liberté a été réalisée. La maquette est équipée d'un amortisseur magnéto-rhéologique qui est contrôlé comme un dispositif semi-actif. La comparaison des résultats expérimentaux avec ceux des simulations numériques montre que les modèles développés sont capables de représenter de façon satisfaisante les phénomènes physiques essentiels.
• Closed form solution for the finite anti-plane shear field for a class of hyperelastic incompressible brittle solids
  
  • Stolz Claude
  Comptes Rendus. Mécanique, Académie des sciences (Paris), 2010 (338), pp.663-669. The equilibrium solution of a damaged zone in finite elasticity is given for a class of hyper-elastic materials which does not suffer tension when a critical stretching value is reached. The study is made for a a crack in anti-plane shear loading conditions. The prescribed loading is that of linearised elasto-statics conditions at infinity. The geometry of the damaged zone is found and the stationary propagation is discussed when the inertia terms can be neglected. (10.1016/j.crme.2010.09.001)
  DOI : 10.1016/j.crme.2010.09.001
• Identification of elastic and damping properties of sandwich structures based on high resolution modal analysis of point measurements
  
  • Rébillat Marc
  • Boutillon Xavier
  , 2010, pp.560. A method is proposed to identify the mechanical properties of the skin and core materials of sandwich structures having heterogeneous cores. All the elastic coefficients and loss-factors that matter in the dynamics of such a panel in the thick-plate approximation are identified. To this end, experimental natural modes (i.e. eigenmodes of the damped system) are compared to the numerical modes of large sandwich panels (lx,y/h ≃ 80). The chosen generic model for the visco-elastic behaviour of the materials is E(1 + j ). The numerical modes are computed by means of a Rayleigh-Ritz procedure and their dampings are predicted according to the visco-elastic model. The frequencies and dampings of the natural modes of the panel are estimated experimentally by means of a high-resolution modal analysis technique. An optimisation procedure yields the desired coefficients. A sensitivity analysis assess the reliability of the method. Identification is conducted on two very different kind of sandwich panels to illustrate the method.
• Are Host Genetics the Predominant Determinant of Persistent Nasal Staphylococcus aureus Carriage in Humans?
  
  • Ruimy Raymond
  • Angebault Cécile
  • Djossou Félix
  • Dupont Claire
  • Epelboin Loïc
  • Jarraud Sophie
  • Lefevre Laurence Armand
  • Bes Michele
  • Lixandru Brandusa Elena
  • Bertine Mélanie
  • El Miniai Assiya
  • Renard Magaly
  • Bettinger Régis Marc
  • Lescat Mathilde
  • Clermont Olivier
  • Peroz Gilles
  • Lina Gérard
  • Tavakol Mehri
  • Vandenesch François
  • van Belkum Alex
  • Rousset Francois
  • Andremont Antoine
  Journal of Infectious Diseases, Oxford University Press, 2010, 202 (6), pp.924 - 934. Staphylococcus aureus nasal carriage is influenced by multifactorial interactions which are difficult to study in open populations. Therefore, we concomitantly assessed the epidemiological, microbiological, and human-genetic carriage-related factors in a nearly closed population. (10.1086/655901)
  DOI : 10.1086/655901
• Identification of cascade of Hammerstein models for the description of non-linearities in vibrating devices
  
  • Rébillat Marc
  • Hennequin Romain
  • Corteel Etienne
  • Katz Brian F.G.
  Journal of Sound and Vibration, Elsevier, 2010, 330 (5), pp.1018-1038. In a number of vibration applications, systems under study are slightly nonlinear. It is thus of great importance to have a way to model and to measure these nonlinearities in the frequency range of use. Cascade of Hammerstein models conveniently allows one to describe a large class of nonlinearities. A simple method based on a phase property of exponential sine sweeps is proposed to identify the structural elements of such a model from only one measured response of the system. Mathematical foundations and practical implementation of the method are discussed. The method is afterwards validated on simulated and real systems. Vibrating devices such as acoustical transducers are well approximated by cascade of Hammerstein models. The harmonic distortion generated by those transducers can be predicted by the model over the entire audio frequency range for any desired input amplitude. Agreement with more time consuming classical distortion measurement methods was found to be good. (10.1016/j.jsv.2010.09.012)
  DOI : 10.1016/j.jsv.2010.09.012
• Sustainable and Realistic Commitments for the Supply of Energy
  
  • Salençon Jean
  , 2010.
• Investigation of capillary collapse in granular materials by x-ray microtomography
  
  • Bruchon J.F
  • Lenoir Nicolas
  • Pereira Jean-Michel
  • Vandamme Matthieu
  • Bornert Michel
  • Delage Pierre
  , 2010.
• A thermodynamical approach of moving discontinuities
  
  • Stolz Claude
  , 2010.
• A thermodynamical approach of moving discontinuties : application to wear and friction
  
  • Stolz Claude
  , 2010. We propose new approaches of wear process based on moving surface or moving thin layers taking account of loss of materials
• Apparent and effective properties of random linear composites
  
  • Salmi M.
  • Auslender F.
  • Bornert Michel
  • Fogli Michel
  , 2010.
• The effect of small deviatoric stresses on cavern creep behavior
  
  • Brouard Benoit
  • Berest Pierre
  • Karimi-Jafari Mehdi
  , 2009, pp.125-141. One-year-long creep tests performed under very small deviatoric stresses and a 6-month-long brine outflow test performed in a shallow salt cavern are described. Both strongly suggest that the rate of salt creep under small deviatoric stresses is likely to be much faster than what usually is inferred from laboratory tests performed under higher mechanical loadings. Numerical computations prove that cavern-closure prediction has potential significant consequences.
• The effect of small deviatoric stresses on cavern creep behavior.
  
  • Berest Pierre
  • Bérest P.
  • Karimi-Jafari Mehdi
  , 2009, pp.125-141.
• Modeling of thermal shock-induced damage in a borosilicate glass
  
  • Dubé Martine
  • Doquet Véronique
  • Constantinescu Andrei
  • George Daniel
  • Rémond Yves
  • Ahzi Saïd
  Mechanics of Materials, Elsevier, 2010, 42 (9), pp.863-872. Continuum damage mechanics is used to model the damage induced by a thermal shock to the R7T 7 glass, the French borosilicate glass used for nuclear waste vitrification. A finite element model of the thermal shock is developed in which the elastic constitutive equations are coupled with an anisotropic stress-based damage evolution law. The Weibull distributions of strength measured at various temperatures by biaxial flexural tests are used to identify the parameters of this damage evolution law. Vibration tests are conducted to identify the elastic properties of the glass and to determine the effect of thermal shockinduced damage on the glass residual stiffness. The residual stiffness predicted by the damage model agrees with that measured experimentally. The fractured surface in the glass after a thermal shock is estimated, assuming that all the elastic energy associated with the stresses that are higher than a pre-determined threshold is dissipated in the creation of new surfaces. Comparison between the predicted and experimentally-measured fractured surface is performed. The model is shown to capture the saturation of the crack network density for severe thermal shocks; whereas this is not the case if damage is not accounted for in the constitutive equations. (10.1016/j.mechmat.2010.07.002)
  DOI : 10.1016/j.mechmat.2010.07.002
• Modélisation du Comportement Cyclique d'un Thermoplastique Renforcé en Fibres de Verre Courtes
  
  • Launay Antoine
  • Maitournam Habibou
  • Marco Yann
  • Raoult Ida
  • Szmytka Fabien
  , 2010, pp.XXX.
• Modeling of thermal shock-induced damage in a borosilicate glass
  
  • Dubé Martine
  • Doquet Véronique
  • Constantinescu Andrei
  • George Daniel
  • Remond Yves
  • Ahzi Saïd
  Mechanics of Materials, Elsevier, 2010, 42 (9), pp.863–872. Continuum damage mechanics is used to model the damage induced by a thermal shock to the R7T 7 glass, the French borosilicate glass used for nuclear waste vitrification. A finite element model of the thermal shock is developed in which the elastic constitutive equations are coupled with an anisotropic stress-based damage evolution law. The Weibull distributions of strength measured at various temperatures by biaxial flexural tests are used to identify the parameters of this damage evolution law. Vibration tests are conducted to identify the elastic properties of the glass and to determine the effect of thermal shockinduced damage on the glass residual stiffness. The residual stiffness predicted by the damage model agrees with that measured experimentally. The fractured surface in the glass after a thermal shock is estimated, assuming that all the elastic energy associated with the stresses that are higher than a pre-determined threshold is dissipated in the creation of new surfaces. Comparison between the predicted and experimentally-measured fractured surface is performed. The model is shown to capture the saturation of the crack network density for severe thermal shocks; whereas this is not the case if damage is not accounted for in the constitutive equations. (10.1016/j.mechmat.2010.07.002)
  DOI : 10.1016/j.mechmat.2010.07.002