Publications

2005

• Topological derivative for wave-based identification of penetrable scatterers
  
  • Bonnet Marc
  • Chikichev Ivan
  • Guzina Bojan
  , 2005, pp.449-454. This communication, which builds on previous work on cavity identification, is concerned with the use of topological derivative as a tool for wave-based probing of elastic or acoustic media for buried objects. A formulation for computing the topological derivative field, based on an adjoint solution, is presented. Numerical results is included to illustrate the utility of topological derivative for outlining the inclusion location and size.
• Couplage thermomécanique en rupture dynamique
  
  • Soumahoro Zoumana
  • Maigre Hubert
  , 2005. L'objectif de ce travail est d'étudier le couplage thermomécanique dans les mécanismes de rupture dynamique notamment dans la loi de comportement. Le problème de propagation de fissure est étudié dans le cadre de la thermodynamique classique. Les conséquences du premier et second principe sont déduites, en particulier, il est montré que la pointe de fissure se comporte comme une source mobile. Les singularités de température sont discutées. En élastodynamique, l'expression asymptotique de la solution couplée est donnée en élasticité et conduction linéaire. En plasticité dynamique, la réponse mécanique et thermique est simulée pour le mouvement d'état d'équilibre instantané et le mode I de chargement. Les résultats obtenus sont comparés aux observations expérimentales par des essais de flexion 3 points instrumentés thermiques.
• Identification d'obstacles en acoustique dans des domaines tridimensionnels bornés
  
  • Nemitz Nicolas
  • Bonnet Marc
  , 2005. Cette communication concerne l'identification d'obstacles dans un domaine acoustique tridimensionnel borné. L'approche présentée repose sur deux ingrédients essentiels. Le premier est l'utilisation d'une méthode d'équations intégrales rapide fondée sur la fast multi-pole method, grâce à laquelle il est possible d'aborder ce type de problème d'inversion sur des configurations tridimensionnelles bornées de longueurs caractéristiques relativement grandes par rapport à la longueur d'onde acoustique. Le second est le gradient topologique de la fonction coût associée au problème inverse, permettant de déterminer les zones du domaine acoustique dans lesquelles l'introduction virtuelle d'un obstacle infinitésimal induit une diminution de la fonction coût. Cela permet de guider le choix de conditions initiales pour la mise en œuvre ultérieure d'un algorithme d'inversion reposant sur l'optimisation de la fonction coût. Ces deux aspects sont présentés et illustrés sur un exemple numérique.
• Approche eulérienne et interaction fluide-structure pour la simulation du Friction Stir Welding
  
  • Bastier Arnaud
  • Maitournam Habibou
  • Van Ky Dang
  • Roger Frédéric
  , 2005. Le travail présenté dans cet article décrit une méthode de calcul destinée à la simulation en deux étapes d'un procédé de soudage appelé Friction Stir Welding. La première étape consiste en une approche eulérienne du problème thermomécanique. Elle permet d'avoir accès aux champs de température, de vitesse et de pression à l'aide d'une résolution numérique par éléments finis mixtes. Les résultats obtenus sont comparés avec des données issues de la littérature. La seconde étape, plus originale, est basée sur des principes utilisés pour la résolution de problèmes d'interaction fluide-structure. Ces seconds calculs, utilisant les résultats précédents, permettent d'avoir accès à l'état résiduel après soudage et donc de connaître l'état mécanique de l'assemblage. Enfin, pour des questions de gain de temps, ce procédé est vu comme un problème stationnaire donc seul la phase stationnaire du Friction Stir Welding sera simulée dans l'ensemble de ce travail.
• Identification de modèles probabilistes non paramétriques. Application en interaction dynamique sol-structure
  
  • Arnst Maarten
  • Clouteau Didier
  • Bonnet Marc
  • Degrande Geert
  , 2005. Une méthode est proposée pour l'identification du modèle probabiliste non paramétrique, introduit par Soize, à partir d'un ensemble bruité de fonctions de réponse en fréquence expérimentales. Deux estimateurs fondés sur la formulation probabiliste des problèmes inverses sont proposés. Le premier est un estimateur de maximum de log-vraisemblance et le deuxième est fondé sur la minimisation de l'entropie relative. L'application à un cas réel en interaction dynamique sol-structure montre la pertinence des estimateurs pour l'identification des para-mètres de dispersion du modèle probabiliste non paramétrique.
• Etude de stabilité d'un solide sous frottement de glissement par optimisation de la surface de contact
  
  • Lorang Xavier
  • Bonnet Marc
  • Nguyen Qoc Son
  , 2005. On s'intéresse à la dynamique d'un disque élastique en glissement stationnaire par rapport à un solide rigide. Il a été démontré pour le disque en rotation uniforme et pour un coefficient de frottement donné que l'équilibre glissant est instable. L'étude numérique de la stabilité se traduit par la résolution d'un problème aux valeurs propres généralisées. L'objet de cette communication est de présenter une méthode permettant d'évaluer la sensibilité de la valeur propre par rapport à la géométrie de la surface de contact et de définir un algorithme permettant de trouver la surface de contact optimale afin de stabiliser un mode précis. La méthode de calcul de la sensibilité est illustrée sur un exemple simple afin de la valider. Ce travail s'inscrit à long terme dans une optique de réduction du phénomène de crissement des freins à disque.
• Sur une méthode directe de détermination de réponse transitoire: application à un problème thermomécanique
  
  • Comte François
  • Burry Pierre
  • Maitournam Habibou
  • Nguyen-Tajan T Mac Lan
  , 2005. Cet article présente une méthode numérique alternative de résolution par éléments fi-nis de problèmes transitoires. Comme dans le cas de la méthode à Grand Incrément de Temps la solution est recherchée sur la totalité du trajet de chargement en résolvant alternativement un problème dit global, où l'on recherche une solution vérifiant l'équilibre de la structure et respectant les conditions limites en efforts et en déplacements, et un problème local, où on cherche à vérifier la loi de comportement. L'étape globale étant la plus coûteuse en temps de calcul sa résolution se fait en décomposant le chargement sur une base d'ondelettes et en résolvant l'équilibre pour les coefficients d'ondelette les plus importants. La méthode est illustrée sur un exemple de plaque trouée.
• The study of material purification using melting-solidification technic ''zone melting''.
  
  • Manaa Mongi
  , 2005. Ce travail de thèse est consacré à l'étude d'un modèle transitoire qui tient compte des effets multidimensionnels dans le procédé de purification par fusion de zone. Nous avons étudié les effets des principaux paramètres gouvernant le processus de purification à savoir: la vitesse de translation des sources de chauffage et de refroidissement, l'intensité de flux de chauffage, l'intensité de flux de refroidissement, la largeur de la zone fondue et en fin le rapport d'aspect géométrique. Ces différents paramètres influent de façon importante sur le processus de purification, sur son efficacité et sur le degré de purification atteint après un ou plusieurs passages des sources. Une application dans le cas du matériau SiGe à très faible concentration a été simulée à l'aide d! u code de calcul par éléments finis Castem 2000. Le résultat de cette simulation a montré la difficulté de résolution numérique pour un nombre de Lewis très grand. Afin d'atteindre l'objectif visé, une étape importante dans cette étude a été consacrée à la détermination d'un couple (nombre de Lewis dans le liquide et rapport des coefficients de diffusion des espèces) pour que le processus de purification soit correctement représenté. Pour ce faire, nous avions étudié la fusion d'une tranche par une source immobile et choisir un couple convenable de ces 2 paramètres déterminants qui nous permet d'atteindre l'objectif visé. Afin d'analyser l'effet de chacune des grandeurs évoquées ci-dessus sur la purification, une deuxième étape a été consacrée à l'étude de la ! phase de purification proprement dite en adoptant une étu! de param étrique.
• Identification de lois de comportement cristallines à partir du couplage EBSD/Micro-extensométrie/Eléments finis. Application au zirconium grade 702.
  
  • Dexet Marie
  • Crepin Jerome
  • Gelebart Lionel
  • Zaoui André
  , 2005.
• Micromechanical investigations of the hydro-mechanical behaviour of shale rocks by means of optical full field strain measurement techniques
  
  • Bornert Michel
  • Valès Frédéric
  • Eytard Jean-Christophe
  , 2005.
• Newtonian flow of synthetic anorthite-diopside aggregates
  
  • Dimanov Alexandre
  • Rybacki E.
  • Dresen Georg
  • Wirth R.
  , 2005.
• Caractérisation mécanique à l'aide de méthodes de mesure sans contact. Application aux organes biologiques
  
  • Breque Cyril
  • Crepin Jerome
  • Bertolino Graciela
  • Bornert Michel
  , 2005.
• Calcul des structures :problèmes d'identification et de fatigue
  
  • Constantinescu Andrei
  , 2005. La démarche proposée dans la suite part d'une vision ingénieur des problèmes de mécaniques ayant comme base le calcul des structures. Dans nos recherches ont s'est focalisé sur deux aspects fondamen- taux de cette approche : les problèmes d'identi?cation et les problèmes de fatigue ou la prédiction de durée de vie. Si les techniques mis en ouvre dans les deux domaines semblent assez différentes il est néanmoins nécessaire de les maîtriser pour résoudre un certain nombre des problèmes pratiques. Le mémoire présenté est divisé en trois chapitres. Dans le premier chapitre, nous abordons les problèmes inverses et d'identi?cation formulés pour des corps à comportement élastique. Le comportement linéaire permet le développement des méthodes spéci?ques pour leur résolution [A18] 1 , comme l'écart à la réciprocité [A6,A21], l'erreur en loi de comportement [A5,A8], ... . La présentation proposée essaie de trouver un chemin fédérateur entre ces différentes techniques. Le deuxième chapitre est consacré aux méthodes de type contrôle optimal appliquées à la résolution des problèmes d'identi?cation des paramètres de comportement. La généralité de ses méthodes permet leur application autant à des corps au comportement linéaire qu'à ceux au comportement non linéaire. Plus précisément s'est intéresses à la méthode de différentiation directe et de l'état adjoint. Les pro- blèmes d'identi?cation étudiés faisant intervenir des corps au comportement élastoviscoplastique et des conditions aux limites unilatérales. Les applications discutées dans ce cadre sont de l'identi?cation des paramètres matériaux pour des structures ou des essais géotechniques [A14,AS1,AS2] ou à partir des essais d'indentation [A10,A11,A12]. Le troisième chapitre discute les méthodes de conception à la fatigue des structures sous chargement thermomécanique. Les application en vue sont les collecteurs d'échappement en fonte [A9,A15,A20] et les culasses en aluminium. On présente l'identi?cation d'une loi de comportement, les grandes lignes du calcul mécanique ainsi que le critère de fatigue choisi. Les résultats de la méthode sur différentes pièces sont également discutées. Une série des problèmes traités dans différents travaux, comme par exemple les problèmes des contraintes résiduelles [A2,A3,A4], les problèmes de forabilité [A7], la modélisation mécanique du fonctionnement des poumons et de la cage thoracique [A13], ou encore le problème de la modélisation acoustique d'une clarinette [A17] ne serrons pas discutés dans ce mémoire. On ne discutera pas des relations entre la fa- tigue à grande et faible nombre des cycles [A16] ou des extensions des modèles de fatigue existantes dans le domaine anisotrope [A20].
• Micromechanical investigation of the abnormal cracking of Ti6246 at high mean stress
  
  • Doquet Véronique
  • Mignot Frédéric
  • Sarrazin-Baudoux Christine
  Journal of Mechanical Behaviour of Materials, 2005, Vol.16 N°3 (2005), pp.pp195-210.
• Overall and local deformation and failure of shale rocks as a function of their degree of saturation
  
  • Valès Frédéric
  • Bornert Michel
  • Gharbi Hakim
  • Eytard Jean-Christophe
  , 2005.
• Du bon et du mauvais usage des déformations libres
  
  • Zaoui A.
  , 2005.
• Effets de taille et de répartition spatiale dans les composites particulaires : possibilités et limites des modèles micromécaniques classiques
  
  • Zaoui A.
  , 2005.
• Structures élastomères sous chargement cyclique : comportement, fatigue, durée de vie
  
  • Raoult Ida
  , 2005. L'industrie automobile utilise de nombreuses pièces en caoutchouc aux fonctions antivibratoires, dont il faut garantir la tenue en service. L'objectif de ce travail de thèse est de proposer une méthode pour prévoir la durée de vie en fatigue d'une structure en caoutchouc naturel chargé au noir de carbone. La démarche proposée consiste à découpler l'évolution du comportement mécanique et l'endommagement sous chargement cyclique. On suppose qu'il existe un cycle stabilisé et que la durée de vie, définie comme l'amorçage d'une fissure détectable, ne dépend que des grandeurs mécaniques évaluées sur celui-ci. Les élastomères soumis à un chargement cyclique présentent un adoucissement associé à l'effet Mullins, qui se produit surtout pendant les premiers cycles, après lesquels la réponse du matériau reste identique. On propose un modèle capable de décrire cette réponse stabilisée, ne dépendant que des variables mécaniques en régime établi. Ses paramètres sont les élongations maximales dans un nombre fini de directions matérielles, de façon à décrire l'anisotropie induite par l'effet Mullins. Ce modèle est ensuite utilisé pour analyser un grand nombre d'essais d'endurance uniaxiaux et multiaxiaux, réalisés sur éprouvettes axisymétriques. On montre qu'il permet de prendre en compte efficacement l'influence du type de contrôle ou d'une précharge. L'analyse des essais multiaxiaux ne mettant pas en jeu de renforcement, c'est-à-dire passant par l'état de déformation nul, montre que la contrainte principale maximale est suffisante pour représenter tous les cas de chargement, à l'exception de ceux qui font intervenir des phénomènes de cumul multi-plans. On propose alors une loi de cumul d'endommagement pour représenter ce type de chargement.
• El Método Multipolo Rápido para la Aceleración del Método de los Elementos de Contorno en Elastodinámica Isótropa 3D.
  
  • Sanz J. A.
  • Bonnet Marc
  • Saez A.
  , 2005. No abstract provided
• Contraintes résiduelles dans les éprouvettes cylindriques
  
  • Bérest Pierre
  • Vouille Gérard
  Revue française de Géotechnique, edp sciences, 2005, 110, pp.41-50. On attribue fréquemment aux « contraintes résiduelles » ou « contraintes internes » diverses manifestations anormales observées dans les massifs rocheux ou sur des carottes prélevées en profondeur. Pour décrire ces phénomènes on considère une loi de comportement élastique linéaire présentant des « déformations initiales » non compatibles. Les contraintes résiduelles ne dépendent alors que de la forme de l’objet considéré, des paramètres élastiques et du tenseur d’incompatibilité (ou tenseur de Ricci) associé aux déformations initiales. En supposant que ce tenseur est constant dans une petite éprouvette cylindrique prélevée dans le massif rocheux, on établit la forme générale des champs de contrainte résiduelle qui peuvent affecter l’éprouvette. (10.1051/geotech/2005110041)
  DOI : 10.1051/geotech/2005110041
• Quasicontinuum modelling of short-wave instabilities in crystal lattices
  
  • Truskinovsky Lev
  • Vainchtein Anna
  Philosophical Magazine, Taylor & Francis, 2005, 85, pp.4055-4065. We propose a hybrid quasicontinuum model which captures both long and short-wave instabilities of crystal lattices and combines the advantages of weakly non-local (higher gradient) and strongly non-local (integral) continuum models. To illustrate the idea, we study the simplest one-dimensional lattice exhibiting commensurate and incommensurate short-wave instabilities. We explicitly compute stability limits of the homogeneous states using both discrete and quasicontinuum models. The new quasicontinuum approximation is shown to be capable of reproducing a detailed structure of the discrete stability diagram. (10.1080/14786430500363270)
  DOI : 10.1080/14786430500363270
• Modelling's tyre's wear : a local approach
  
  • Delattre Benoit
  • Pradeilles-Duval Rachel-Marie
  • Stolz Claude
  , 2005.
• Proposition of a general yield function in geomechanics
  
  • Maïolino Siegfried
  Comptes Rendus. Mécanique, Académie des sciences (Paris), 2005, 333, pp.279-284. A general smooth and convex yield function is proposed, able to model the particular behavior of geomaterials, particularly rock materials that are characterized by a linear or parabolic Mohr's envelope, and a particular shape in the deviatoric plane. These characteristics are defined by two functions: the equation of the criterion in the meridian plane and the extension ratio, which are integrated in a general equation ensuring convexity and smoothness of the yield function, whatever the characteristic functions. This expression is interesting, because it allows a straightforward development of a constitutive model based on triaxial tests, in extension and compression. It also allows the development of smooth criteria corresponding to the Mohr–Coulomb criterion and the Hœk–Brown criterion, the latter typical of rock mechanics. (10.1016/j.crme.2004.11.008)
  DOI : 10.1016/j.crme.2004.11.008
• Giens 2005
  
  • Allix Olivier
  • Bonnet Marc
  • Grellier Jean-Paul
  • Ohayon Roger
  • Rassineux Alain
  , 2005. Le calcul des structures est un domaine de recherches et d’applications industrielles en perpétuel développement. Son objet est la modélisation et la simulation numérique des comportements, en espace et en temps, des structures interagissant avec un environnement passif ou actif. Du fait de la croissance rapide des performances des ordinateurs, des problèmes autrefois inabordables sont maintenant étudiés : variabilité, problèmes multiphysiques, multiéchelles.</br></br> Tous les deux ans, l’association CSMA organise un colloque national en calcul des structures et la prise en charge de cette septième édition a été confiée au Laboratoire Roberval de Mécanique de l’Université de Technologie de Compiègne.</br></br> Le Comité Scientifique a retenu 180 communications réparties sur quatre sessions parallèles, une session « poster » et une session logiciel. En outre, nous avons invité le groupe pour l'Avancement des Méthodes Numériques de l'Ingénieur (GAMNI), qui présentera ses travaux dédiés à l'optimisation.</br></br> Le Colloque de « Giens » est un événement majeur, quasi incontournable pour la communauté de la mécanique numérique, académique et industrielle, un lieu de rencontre et d’échanges privilégiés entre les chercheurs, jeunes et plus confirmés, et les ingénieurs de l’industrie. Nous souhaitons que cette septième édition du Colloque soit digne des précédentes.</br></br> Le Comité d'Organisation remercie tous les participants et exprime sa gratitude au Comité scientifique et aux membres des institutions, entreprises et organismes de recherche qui ont œuvré au succès de ce septième Colloque.</br></br> Il est possible de consulter la collection <a href="https://hal.science/CSMA2005">CSMA2005</a> correspondante.
• Overview of some mechanical investigations concerning polycrystals behavior in collaboration with Immpetus and LM3
  
  • Bornert Michel
  • Gilormini P.
  • Pinna C.
  • Rupin N.
  • Zaoui A.
  , 2005.