Publications

2006

• INTEGRATION DES PHENOMENES DYNAMIQUES DANS L'ANALYSE EN FATIGUE DES GARNITURES DE FORAGES
  
  • Ferjani Mohamed
  , 2006. Les ruptures des garnitures de forage sont des évènements très coûteux pour l'industrie pétrolière. Dans notre travail, nous nous sommes intéressés aux connexions vissées de la garniture subissant des chargements cycliques pouvant apparaître durant une opération de forage. L'objectif de ce travail est donc d'élaborer une méthodologie de dimensionnement en fatigue qui se base sur une approche multi-échelle : • l'échelle de la garniture de forage dédiée aux calculs de l'historique du chargement (tension, flexion et torsion), • l'échelle de la connexion vissée dédiée à la détermination des cycles du champ de contraintes macroscopiques, • l'échelle du grain de métal dédiée au problème de fatigue. À cause d'un temps de calcul conséquent, l'emploi de la méthode des Éléments Finis ne permet pas d'estimer quasi instantanément l'endommagement subit au niveau des connexions vissées durant le processus de forage. Afin de palier cet inconvénient, une solution élastique semi-analytique du champ de contraintes macroscopiques a donc été développée. Enfin des essais expérimentaux ont été conduits sur des connexions vissées à échelle réduite et ces résultats sont comparés aux prédictions faites avec une extension du critère de Dang Van au domaine de l'endurance limitée. Les résultats montrent que les phénomènes de fatigue dans une connexion vissée sont induits par les facteurs de concentrations de contraintes et que l'application d'un critère local de fatigue donne des estimations de durées de vie trop conservatives. Une étude numérique à l'échelle cristalline a donc été menée afin d'expliquer ces observations et une correction est apportée afin d'améliorer les prédictions de durée de vie.
• Modélisation du soudage d'alliages d'aluminium par friction et malaxage
  
  • Bastier Arnaud
  , 2006. L'objectif de l'étude consiste en l'établissement d'une modélisation prédictive du procédé avec des temps de calcul acceptables en vue d'optimiser le procédé vis-à-vis de la tenue mécanique de l'assemblage soudé. Le modèle mis en place est constitué de deux étapes sucessives. Lors de la première étape, un calcul stationnaire thermohydrodynamique couplé permet d'obtenir le champ de température et l'écoulement de matière autour de l'outil. Pour cela, un comportement purement visqueux est adopté et la zone de contact outil-matière est modélisée par des conditions de glissement. Des données expérimentales obtenues par thermographie infrarouge ont permis de fixer deux paramètres de ce modèle. La seconde étape du modèle s'appuie sur un comportement élastoviscoplastique pour déterminer l'état mécanique résiduel d'un assemblage. Pour cela, l'écoulement de matière permet de suivre l'histoire de chaque particule, en particulier lors de leur passage autour de l'outil. Le champ de température permet de quantifier la dissolution des précipités durcissants au sein de l'alliage et de tenir compte de la variation avec la température des paramètres de la loi de comportement adoptée. En outre, la fraction de précipités dissous est reliée à la limite d'élasticité du matériau. Une méthode de calcul stationnaire est utilisée pour obtenir directement l'état stationnaire des variables mécaniques. Les résultats obtenus sont en accord avec des profils de contraintes résiduelles publiés dans la littérature. De plus, l'influence de la vitesse de soudage et de la vitesse de rotation de l'outil a été étudiée au regard des contraintes résiduelles simulées.
• La microextensométrie et les multiples facettes de l'hétérogénéité
  
  • Bornert Michel
  • Crépin Jérôme
  , 2006.
• High strain plastic deformation and ductile failure of anorthite-diopside aggregates
  
  • Dimanov Alexandre
  • Rybacki E.
  • Wirth R.
  • Dresen G.
  , 2006.
• Anisotropic permeabilities evolution of reservoir rocks under pressure
  
  • Dautriat J.
  • Dimanov Alexandre
  • Gland N.
  • Vizika-Kavvadias Olga
  , 2006.
• Stabilité des matériaux et des structures
  
  • Stolz Claude
  , 2006, pp.80.
• Thermodynamical approach of contact wear
  
  • Stolz Claude
  , 2006.
• (Fe,Mn)-Mg interdiffusion in natural diopside: effect of pO2.
  
  • Dimanov Alexandre
  • Wiedenbeck Michael
  European Journal of Mineralogy, Copernicus, 2006, 18 (6), pp.705-718. (10.1127/0935-1221/2006/0018-0705)
  DOI : 10.1127/0935-1221/2006/0018-0705
• Aspects mécaniques de la plasticité multiéchelle
  
  • Zaoui A.
  , 2006.
• Morphologie, Hérédité et Champs Locaux dans les Matériaux Hétérogènes
  
  • Zaoui A.
  , 2006.
• Méthode de couplage entre expérimentation et simulations numériques en vue de l'identification de lois de comportement intracristallin. Application aux alliages de zirconium.
  
  • Dexet Marie
  • Crepin Jerome
  • Gelebart Lionel
  • Zaoui André
  , 2006.
• Méthode de couplage entre expérimentations et simulations numériques en vue de l'identification de lois de comportement intracristallin. Application aux alliages de zirconium
  
  • Dexet Marie
  , 2006. Cette thèse présente la mise en place d'une méthodologie pour un dialogue multi-échelle entre la caractérisation microstructurale, consistant en une étude de la morphologie et de la texture cristallographique du matériau, et celle des champs mécaniques associés, notamment de déformation. Cette méthode est basée sur un couplage entre la caractérisation expérimentale de la microstructure, des essais mécaniques macroscopiques, des mesures de champs de déformation déterminées à l'échelle intragranulaire, et des simulations numériques par éléments finis. Enfin une définition d'une fonction coût est proposée dans le but d'optimiser les paramètres de la loi de comportement cristallographique retenue. Cette méthode a été appliquée à l'étude des alliages de zirconium dans le but d'améliorer la compréhension de leur comportement mécanique en relation avec leur microstructure. Compréhension qui est un point clef de leur utilisation dans le domaine de l'industrie nucléaire. Cette thèse a été réalisée dans le cadre du CPR SMIRN, regroupant des laboratoires du CNRS, du CEA et d'EDF.
• Comportement macroscopique et statistiques des champs dans les composites viscoplastiques.
  
  • Idiart Martin
  , 2006. La plus part des matériaux présentant un intérêt en ingénierie et sciences physiques sont intrinsèquement hétérogènes, comme par example les composites renforcés, les matériaux poreux, et les solides polycristallins (e.g., métaux, glace, plusieurs roches). Un problème fondamental en mécanique des matériaux réside dans l'estimation de la réponse macroscopique de tels matériaux hétérogènes à partir des propriétés et de l'arrangement géométrique (microstructure) de leurs constituants. En plus, l'incorporation de l'effet des processus locaux (e.g., évolution de la microstructure, endommagement, ecruisage, recristallisation) sur la réponse macroscopique exige des connaissances statistiques sur la distribution spatiale des champs locaux dans le matériau. A cet effet, nous avons développé des méthodes non-linéaires d'homogénéisation capables de fournir des estimations non seulement du comportement macroscopique mais également des statistiques des champs dans les composites viscoplastiques. Ces méthodes sont basées sur des principes variationnels convenablement conçus, qui se servent d'un composite linéaire de comparaison choisi de façon optimale, permettant une conversion directe des estimations linéaires aux estimations correspondantes pour les potentiels effectifs des composites non-linéaires. Afin d'extraire des estimations des statistiques des champs à partir de ces méthodes, nous proposons une nouvelle procédure basée sur l'utilisation de potentiels effectifs convenablement perturbés. Au moyen de cette procédure sont obtenues des estimations pour les premiers moments des champs locaux dans chaque phase, qui sont conformes aux estimations correspondantes pour le comportement effectif. De plus, contrairement aux approches précédantes, cette procédure n'est pas limité aux premiers et seconds moments, et peut être employée pour estimer les moments d'ordre supérieur, aussi bien que la moyenne par phase des fonctions (convexes) plus générales des champs. Des résultats sont donnés pour des composites biphasés à microstructures particulaires et aléatoires, isotropes transverse ou isotropes. La pertinence de ces résultats est évaluée en les comparant aux résultats exacts correspondant à des matériaux stratifiés séquentiels non-linéaires. Les estimations obtenues s'avèrent en bon accord avec les résultats exacts, même pour des non-linéarités élevées pour lesquelles les champs de déformation sont fortement hétérogènes.
• On the effective behavior, microstructure evolution and macroscopic stability of elastomeric composites.
  
  • Lopez-Pamies Oscar
  , 2006. Elastomeric composites are currently used in numerous commercial applications and have shown great promise for utilization in new technologies. This raises the practical—as well as theoretical—need to understand the connection between the underlying microstructure of elastomeric composites and their mechanical and physical properties, and how the latter may be enhanced with changes in the former. In this connection, the principal aim of this thesis is the development of an analytical, nonlinear homogenization framework for determining the overall response of elastomeric composites subjected to finite deformations. The framework accounts for the evolution of the underlying microstructure, which results from the finite changes in geometry induced by the applied loading. This point is essential as the evolution of the microstructure can have a significant geometric softening (or stiffening) effect on the overall response of the material, which, in turn, may lead to the possible development of macroscopic instabilities. The main concept behind the proposed nonlinear homogenization method is the construction of suitable variational principles utilizing the idea of a "linear comparison composite," which ultimately allow for the conversion of available linear homogenization estimates into analytical estimates for the large-deformation overall response of the nonlinear elastomeric composites. This thesis includes applications of the proposed theory to various classes of reinforced and porous elastomers with random and periodic microstructures. A comprehensive analysis of the effective behavior, the microstructure evolution, and the development of macroscopic instabilities is provided for all these applications. ii
• New sulfonated pyrrole and pyrrole 3-carboxylic acid copolymers membranes via track-etched templates
  
  • Clochard M.-C.
  • Baudin C.
  • Betz N.
  • Le Moël A.
  • Bittencourt C. C.
  • Houssiau L.
  • Pireaux J.-J.
  • Caldemaison Daniel
  , 2006. New copolymers of polypyrrole and poly(3-carboxylic acid pyrrole) have been synthesized via diaphragmatic method using track-etched polycarbonate matrix. The carboxylic acid presence permits to introduce new functionalities such as sulfonate groups. The resulted copolymer membranes with tubules microstructure has been characterized by Scanning Electron Microscopy, X-ray Photoelectron Spectroscopy, Time-of-flight Secondary Ion mass Spectrometry and FTIR. By SEM it was observed that ion-track trajectories present characteristic of crossing. FTIR, XPS and ToF-SIMS proved the attachment of the Taurin molecule to the membrane. The thermal stability study shows that the polypyrrole copolymer membranes have an exceptional stability; decomposition was not observed up to 900°C.
• Méthode de couplage multi-échelles entre simulations numériques polycristallines et mesures de champs pour l'identification des paramètres de lois de comportement et de fissuration des matériaux métalliques. Application à l'étude des alliages TiAl.
  
  • Héripré Eva
  , 2006. L'objectif général de cette étude consiste en la meilleure compréhension de l'influence de la microstructure sur les propriétés mécaniques des aluminiures de titane et notamment de leur faible ductilité à température ambiante. Pour cela, une méthodologie de dialogue entre mesures de champs et calculs polycristallins a été développée et analysée en détails. Celle-ci permet une comparaison directe entre les mesures de champs cinématiques à l'échelle des grains et les résultats des calculs par éléments finis sur microstructure réelle en vue de l'identification des coefficients de la loi de comportement cristalline. Ce document présente les résultats d'analyses multi-échelles de quatre alliages de titane-aluminium soumis à des essais de compression en mettant en avant l'influence respective du mode d'élaboration et de la composition chimique sur les mesures de champs cinématiques aux différentes échelles. L'analyse de la propagation de fissures au sein des différentes microstructures est également étudiée à l'aide d'essais de flexion sous microscopie électronique à balayage. Parallèlement à cette étude expérimentale, la validation de la méthodologie permettant un dialogue entre ces mesures et les calculs par éléments finis sur les microstructures associées est en partie validée, en démontrant notamment la suffisance d'un maillage de surface extrudée ainsi que l'utilisation des conditions aux limites expérimentales. L'application de cette méthodologie à l'étude de la propagation de fissure est également étudiée en utilisant, dans les calculs par éléments finis, les modèles de zones cohésives.
• White beam microdiffraction experiments for the determination of the local plastic behaviour of polycrystals
  
  • Castelnau O
  • Goudeau P.
  • Geandier G.
  • Tamura N.
  • Bechade J.L.
  • Bornert Michel
  • Caldemaison D.
  , 2006.
• Influence of microstructural morphology on viscoplastic flow of two-phase polycrystals
  
  • Rupin N.
  • Bornert Michel
  • Gilormini P.
  • Pinna C.
  • Zaoui A.
  , 2006.
• Global and local evaluation of different linearization treatment sustaining nonlinear homogenization procedures
  
  • Rekik Amna
  • Auslender François
  • Bornert Michel
  • Zaoui André
  , 2006.
• Some inverse problems in non linear mechanics
  
  • Stolz Claude
  , 2006.
• Mean field theories for nonlinear behaviour: applications in various morphological situations
  
  • Bornert Michel
  , 2006.
• Modèle de champ de phase pour l'étude de l'ébullition
  
  • Ruyer Pierre
  , 2006. Dans cette étude nous considérons l'ébullition en paroi sous les angles de la modélisation et de la simulation numérique. Dans un premier temps nous proposons une revue bibliographique au sujet du régime d'ébullition nucléée à fort ux de chaleur pariétal et analysons plus particulièrement la compréhension du phénomène de crise d'ébullition de type caléfaction. Nous en déduisons une motivation pour l'étude de la dynamique de croissance de bulle au moyen de la simulation numérique. L'essentiel du travail concerne alors le développement d'un modèle de type champ de phase pour l'étude des écoulements liquide-vapeur avec changement de phase. Nous proposons une fermeture thermodynamique quasi-compressible dont les propriétés sont adaptées aux simulations envisagées. Le système d'équations du mouvement qui s'en déduit constitue une régularisation thermodynamiquement cohérente de la description discontinue du système diphasique, ce qui est l'avantage des modèles à interfaces diffuses. Nous démontrons que la formulation retenue permet de définir l'épaisseur de la zone régularisée indépendamment de la description thermodynamique des phases, ce qui est intéressant numériquement. Nous établissons la relation cinétique et analysons ainsi la modélisation champ de phase des mécanismes dissipatifs. Finalement nous étudions la résolution numérique du modèle à l'aide de simulations de transition de phase en configuration simple et de dynamique de bulle en isotherme.
• Resolution and spatial resolution of digital image correlation techniques
  
  • Gdr2519 Workgroup 1
  • Bornert Michel
  , 2006.
• Multiscale coupling between experimental measurement and numerical simulations. How to applied experimental boundary conditions to mechanical microstructure simulation.
  
  • Bertolino Graciela
  • Crepin Jerome
  • Dexet Marie
  • Heripre Eva
  , 2006.
• A minimization approach for simulating wear under cyclic loading
  
  • Peigney Michaël
  • Stolz Claude
  , 2006.