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Habchi Wassim. A full-system finite element approach to elastohydrodynamic lubrication problems : application to ultra-low-viscosity fluids. 2008 / Thèses / accès numérique libre
Résumé
Résumé
Cette thèse présente un modèle éléments finis avec couplage fort des problèmes de lubrification élastohydrodynamique (EHD). La lubrification EHD consiste en une séparation complète des surfaces en contact par un film complet de lubrifiant dans lequel est générée une pression suffisamment élevée pour engendrer une déformation élastique significative des surfaces. Ainsi, un couplage fort entre les effets hydrodynamiques et les effets élastiques s établit. Le système non-linéaire formé par les équations de Reynolds, d élasticité linéaire et d équilibre des charges est résolu de manière couplée par une approche de type Newton-Raphson. Cette approche permet d avoir de très bons taux de convergence par rapport à l approche classique avec couplage faible. Le problème de frontière libre de cavitation à la sortie du contact est traité par le biais d une méthode de pénalisation. Des formulations de stabilisation appropriées sont utilisées pour étendre la résolution à des cas de contacts fortement chargés. Ensuite, le comportement non-Newtonien du lubrifiant et les effets thermiques sont pris en compte. Le modèle développé est utilisé pour étudier l utilisation des Fluides de Très Faible Viscosité dans les contacts EHD. L utilisation de tels fluides en tant que lubrifiants offre deux avantages principaux: tout d abord, la dissipation d énergie dans le contact par frottement est réduite et ensuite, dans le cadre de machines qui opèrent avec un fluide de fonction (généralement de faible viscosité) et un lubrifiant, le premier pourrait être utilisé pour remplir les deux fonctions. Cela permettrait une conception et une maintenance plus faciles de la machine en plus d une amélioration de ses performances.
In this thesis, a full-system finite element approach to elastohydrodynamic (EHD) lubrication problems is introduced. EHD lubrication is a full-film regime where the pressure generated in the conjunction is high enough to induce a significant elastic deformation of the contacting bodies. Hence, it involves a strong coupling between hydrodynamic and elastic effects. The non-linear system formed by the Reynolds , linear elasticity and load balance equations is solved using a fully-coupled Newton-Raphson procedure. This approach provides outstanding convergence rates when compared with the semi-system one. A penalty method is used to handle the cavitation problem that arises at the outlet of the contact. Appropriate stabilized formulations are used to extend the solution to the case of highly loaded contacts. The resolution process is then extended to account for non-Newtonian behaviour of the lubricant and for thermal effects. The developed model is used to study the behaviour of EHD contacts lubricated with Ultra-Low-Viscosity Fluids. The use of such fluids as lubricants provides two main advantages: first, the frictional energy dissipation in the contact is reduced and second, in machines that work with a low viscosity operational fluid and a lubricant, the former can be used to fulfil both functions and thus the design and maintenance of such machines would become easier and their performance would be improved.
Mot(s) clés libre(s) : Mécanique, Mécanique des fluides, Lubrification, Lubrification élastohydrodynamique, Lubrification EHD, Lubrifiants, Lubrifiants à faible viscosité, Viscosité, Modélisation, Méthode éléments finis
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Habchi Wassim. A full-system finite element approach to elastohydrodynamic lubrication problems : application to ultra-low-viscosity fluids. 2008 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Cette thèse présente un modèle éléments finis avec couplage fort des problèmes de lubrification élastohydrodynamique (EHD). La lubrification EHD consiste en une séparation complète des surfaces en contact par un film complet de lubrifiant dans lequel est générée une pression suffisamment élevée pour engendrer une déformation élastique significative des surfaces. Ainsi, un couplage fort entre les effets hydrodynamiques et les effets élastiques s établit. Le système non-linéaire formé par les équations de Reynolds, d élasticité linéaire et d équilibre des charges est résolu de manière couplée par une approche de type Newton-Raphson. Cette approche permet d avoir de très bons taux de convergence par rapport à l approche classique avec couplage faible. Le problème de frontière libre de cavitation à la sortie du contact est traité par le biais d une méthode de pénalisation. Des formulations de stabilisation appropriées sont utilisées pour étendre la résolution à des cas de contacts fortement chargés. Ensuite, le comportement non-Newtonien du lubrifiant et les effets thermiques sont pris en compte. Le modèle développé est utilisé pour étudier l utilisation des Fluides de Très Faible Viscosité dans les contacts EHD. L utilisation de tels fluides en tant que lubrifiants offre deux avantages principaux: tout d abord, la dissipation d énergie dans le contact par frottement est réduite et ensuite, dans le cadre de machines qui opèrent avec un fluide de fonction (généralement de faible viscosité) et un lubrifiant, le premier pourrait être utilisé pour remplir les deux fonctions. Cela permettrait une conception et une maintenance plus faciles de la machine en plus d une amélioration de ses performances.
In this thesis, a full-system finite element approach to elastohydrodynamic (EHD) lubrication problems is introduced. EHD lubrication is a full-film regime where the pressure generated in the conjunction is high enough to induce a significant elastic deformation of the contacting bodies. Hence, it involves a strong coupling between hydrodynamic and elastic effects. The non-linear system formed by the Reynolds , linear elasticity and load balance equations is solved using a fully-coupled Newton-Raphson procedure. This approach provides outstanding convergence rates when compared with the semi-system one. A penalty method is used to handle the cavitation problem that arises at the outlet of the contact. Appropriate stabilized formulations are used to extend the solution to the case of highly loaded contacts. The resolution process is then extended to account for non-Newtonian behaviour of the lubricant and for thermal effects. The developed model is used to study the behaviour of EHD contacts lubricated with Ultra-Low-Viscosity Fluids. The use of such fluids as lubricants provides two main advantages: first, the frictional energy dissipation in the contact is reduced and second, in machines that work with a low viscosity operational fluid and a lubricant, the former can be used to fulfil both functions and thus the design and maintenance of such machines would become easier and their performance would be improved.
Mot(s) clés libre(s) : Mécanique, Mécanique des fluides, Lubrification, Lubrification élastohydrodynamique, Lubrification EHD, Lubrifiants, Lubrifiants à faible viscosité, Viscosité, Modélisation, Méthode éléments finis
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Michel Marie. Accélération de ciment au laitier par du ciment sulfo-alumineux. 2008 / Thèses / accès numérique libre
Résumé
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L'emploi d'additions minérales comme le laitier de haut-fourneau dans les ciments permet de réduire de façon conséquente leur impact sur l'environnement. Le développement industriel des ciments au laitier est freiné par des performances mécaniques médiocres et un fort retrait de dessiccation. La présente étude traite de l'accélération de deux ciments au laitier : un CEM III A et un ciment au laitier constitué de 83,5% de laitier de haut-fourneau et de 15,5% d'anhydrite. L'accélération est obtenue par substitution partielle du ciment au laitier par du ciment sulfo-alumineux grâce à la formation d'ettringite qui confère au mortier une montée en résistance rapide et limite le retrait de dessiccation. La présence du clinker Portland dans les ciments au laitier entraîne une prise et un durcissement rapides du mortier liés à l'activation de la yeelimite, constituant principal du clinker sulfo-alumineux, par la portlandite issue de l'hydratation des silicates de calcium. Pour pallier un faible maintien de maniabilité, des retardateurs de prise sont utilisés mais ces derniers ont tendance à altérer les performances mécaniques à moyen terme. Si la présence du clinker Portland dans les premiers instants a un effet négatif, elle permet à plus long terme une activation calcique du laitier et de ce fait une montée en résistance importante. Le taux de chaque constituant (ciment au laitier, ciment sulfo-alumineux et ciment Portland) puis le dosage en sulfate de calcium sont optimisés par l'évaluation des performances mécaniques. Le suivi d'hydratation est réalisé sur pâte pure par diffraction des rayons X (DRX) et thermoanalyse différentielle et thermogravimétrique (ATD-ATG).
The use of supplementary cementing materials such as blast furnace slag, in cements contributes to reduce their environmental impact. The industrial development of slag cements is slowed down by their limited early-age mechanical performances and high drying shrinkage. The present study deals with the acceleration of two slag cements: a slag cement CEM III A and a slag cement containing 83,5% blast furnace slag and 15,5% anhydrite. The acceleration results of the partial replacement of slag cement by calcium sulfoaluminate cement. The hydration of calcium sulfoaluminate cement yields ettringite which allows the cement to develop high early strength. Furthermore, drying shrinkage is limited. The presence of Portland clinker in the slag cements is responsible of quick setting time and quick hardening of the mortar due to the activation of yeelimite, the main component of calcium sulfoaluminate clinker, by portlandite yielded by the hydration of calcium silicate phases. To compensate the limited time of workability, some setting time retarders are introduced but they reduce the medium-term mechanical performances. The presence of Portland clinker has detrimental effect at early age, but increases the medium-term activation of slag and therefore leads to an important improvement of strength. The content of each component (slag cement, calcium sulfoaluminate cement and Portland clinker, and calcium sulphate) is optimized by the evaluation of mechanical performances. To follow the process of hydration of binders, XRD and DTA-TGA analyses have been carried out on cement pastes.
Mot(s) clés libre(s) : MATERIAU GENIE CIVIL, CIMENT AU LAITIER, CIMENT SULFOALUMINEUX, ACCELERATION PRISE, RETRAIT DE DESSICATION, LIMITATION RETRAIT, ACTIVATION, RESISTANCE
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Michel Marie. Accélération de ciment au laitier par du ciment sulfo-alumineux. 2008 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
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Résumé
L'emploi d'additions minérales comme le laitier de haut-fourneau dans les ciments permet de réduire de façon conséquente leur impact sur l'environnement. Le développement industriel des ciments au laitier est freiné par des performances mécaniques médiocres et un fort retrait de dessiccation. La présente étude traite de l’accélération de deux ciments au laitier : un CEM III A et un ciment au laitier constitué de 83,5% de laitier de haut-fourneau et de 15,5% d'anhydrite. L'accélération est obtenue par substitution partielle du ciment au laitier par du ciment sulfoalumineux grâce à la formation d'ettringite qui confère au mortier une montée en résistance rapide et limite le retrait de dessiccation. La présence du clinker Portland dans les ciments au laitier entraîne une prise et un durcissement rapides du mortier liés à l'activation de la yeelimite, constituant principal du clinker sulfoalumineux, par la portlandite issue de l'hydratation des silicates de calcium. Pour pallier un faible maintien de maniabilité, des retardateurs de prise sont utilisés mais ces derniers ont tendance à altérer les performances mécaniques à moyen terme. Si la présence du clinker Portland dans les premiers instants a un aspect négatif, elle permet à plus long terme une activation calcique du laitier et de ce fait une montée en résistance importante. Le taux de chaque constituant (ciment au laitier, ciment sulfoalumineux et ciment Portland) puis le dosage en sulfate de calcium sont optimisés par l'évaluation des performances mécaniques. Le suivi d'hydratation est réalisé sur pâte pure par diffraction des rayons des rayons X (DRX) et thermoanalyse différentielle et thermogravimétrique (ATD-ATG).
The use of supplementary cementing materials such as blast furnace slag, in cements contributes to reduce their environmental impact. The industrial development of slag cements is slowed down by their limited early-age mechanical performances and high drying shrinkage. The present study deals with the acceleration of two slag cements: a slag cement CEM III A and a slag cement containing 83,5% blast furnace slag and 15,5% anhydrite. The acceleration results of the partial replacement of slag cement by calcium sulfoaluminate cement. The hydration of calcium sulfoaluminate cement yields ettringite which allows the cement to develop high early strength. Furthermore, drying shrinkage is limited. The presence of Portland clinker in the slag cements is responsible of quick setting time and quick hardening of the mortar due to the activation of yeelimite, the main component of calcium sulfoaluminate clinker, by portlandite yielded by the hydration of calcium silicate phases. To compensate the limited time of workability, some setting time retarders are introduced but they reduce the medium-term mechanical performances. The presence of Portland clinker has detrimental effect at early age, but increases the medium-term activation of slag and therefore leads to an important improvement of strength. The content of each component (slag cement, calcium sulfoaluminate cement and Portland clinker, and calcium sulphate) is optimized by the evaluation of mechanical performances. To follow the process of hydration of binders, XRD and DTA-TGA analyses have been carried out on cement pastes.
Mot(s) clés libre(s) : MATERIAU GENIE CIVIL, CIMENT AU LAITIER, CIMENT SULFOALUMINEUX, ACCELERATION PRISE, RETRAIT DE DESSICATION, LIMITATION RETRAIT, ACTIVATION, RESISTANCE
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Naderi Hassan. Accès personnalisé à l'information-adaptation au contexte de l'utilisateur. 2008 / Thèses / accès numérique libre
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Résumé
Les informations disponibles sur l'Internet se développent à un rythme tel que bientôt les méthodes de recherche textuelle utilisant la fréquence des termes ne seront plus suffisantes. Un courant de pensée est consacré à la personnalisation de la recherche, à savoir prendre en compte des traits spécifiques et le contexte de l utilisateur pour répondre à sa requête. Nous pensons que le profil, la communauté, et le contexte de l'utilisateur sont les trois concepts essentiels à envisager pour faire face au problème de la croissance du World Wide Web. La thèse étudie la combinaison de ces trois courants de pensée. Dans la première partie de cette thèse, nous développons un système de recherche d information personnalisé et collaboratif (appelé PERCIRS), qui utilise les deux premiers concepts (le profil et la communauté). PERCIRS crée une liste classée de documents pertinents, pour la requête q de l'utilisateur U. Cette classification se fait sur la base des documents sélectionnés pour les requêtes semblables à q par les utilisateurs au profil similaire à celui de U. Le choix de la méthode de recherche d utilisateurs similaires joue un rôle important dans l efficacité de PER-CIRS. À cette fin, nous avons proposé trois catégories de formules pour calculer la similarité entre deux profils d'utilisateurs: formule fondée sur l'égalité, formule fondée sur la similarité et enfin une formule fondée sur les graphes. Afin de trouver la catégorie optimale, nous avons proposé deux mécanismes d'évaluation: fondés sur les concepts de la catégorisation et de la classification. Ces deux mécanismes s appuient sur les formules de calcul de profil utilisateur fondées sur les graphes. PERCIRS étant un système de recherche d information (SRI) personnalisé (en raison de la prise en compte des profils d'utilisateur), il ne peut pas être évalué par des mécanismes d'évaluation tels que Cranfield (par exemple TREC). Par conséquent, dans cette thèse, nous proposons un nouveau mécanisme qui permet de l'évaluer en même temps que les autres SRI classiques tels que BM25 Okapi. Dans la deuxième partie de ce travail de thèse,, le contexte de l'utilisateur est utilisé pour adapter, aux préférences de l'utilisateur, un document trouvé par PERCIRS. Nous proposons d'adapter physiquement et sémantiquement un document selon le profil de l'utilisateur et selon le profil de contexte. Un mécanisme est également proposé pour naviguer dans des documents adaptés en fonction des préférences de l'utilisateur.
The information found on the Internet is growing at such a rapid rate that soon methods of searching through text using terms frequencies will not be enough. One stream of thought is devoted to personalizing the search, which means taking into account the specific traits and background of a user when answering that user's query. We believe that user's profile, user's community, and user's context are the three main issues to tackle the problem of the ever growing World Wide Web. The thesis investigates the combination of these three streams of thought. In the first part of this thesis, we develop a PERsonalized and Collaborative Information Retrieval System (called PERCIRS), which makes use of the first two factures (profile and community). PERCIRS creates a ranked list for the query q of the user U based on the documents selected by similar users to U which have been considered as relevant to the similar queries to q. The effectiveness of method for finding the similar users plays an important role in PERCIRS's effectiveness. To this aim, we have proposed three categories of formulas to calculate the similarity between two user profiles: equality-based, similarity-based and graph-based. In order to find the optimal category we proposed two evaluation mechanisms: categorization-based and classification-based. Both of these two mechanisms agreed on the graph-based user profile calculation formulas as the optimal formulas. As PERCIRS is a personalized IR system (due to considering user profiles), it can not be evaluated by Cranfield like evaluation mechanisms (e.g. TREC). Hence in this thesis we propose a new mechanism which enables us to evaluate it with the other classical IR systems such as BM25-Okapi. In the second part, the user's context is used to adapt a found document by PERCIRS to user's preferences. We propose to physically and semantically adapt a given document based on the user's profile and context's profile. A mechanism is also proposed to navigate into the adapted documents according to user's preferences.
Mot(s) clés libre(s) : INFORMATIQUE, RECHERCHE INFORMATION, PROFIL UTILISATEUR, EVALUATION RECHERCHE, CONTEXTE UTILISATION, ADAPTATION
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Naderi Hassan. Accès personnalisé à l'information-adaptation au contexte de l'utilisateur. 2008 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
The information found on the Internet is growing at such a rapid rate that soon methods of searching through text using terms frequencies will not be enough. One stream of thought is devoted to personalizing the search, which means taking into account the specific traits and background of a user when answering that user's query. We believe that user's profile, user's community, and user's context are the three main issues to tackle the problem of the ever growing World Wide Web. The thesis investigates the combination of these three streams of thought. In the first part of this thesis, we develop a PERsonalized and Collaborative Information Retrieval System (called PERCIRS), which makes use of the first two factures (profile and community). PERCIRS creates a ranked list for the query q of the user U based on the documents selected by similar users to U which have been considered as relevant to the similar queries to q. The effectiveness of method for finding the similar users plays an important role in PERCIRS's effectiveness. To this aim, we have proposed three categories of formulas to calculate the similarity between two user profiles: equality-based, similarity-based and graph-based. In order to find the optimal category we proposed two evaluation mechanisms: categorization-based and classification-based. Both of these two mechanisms agreed on the graph-based user profile calculation formulas as the optimal formulas. As PERCIRS is a personalized IR system (due to considering user profiles), it can not be evaluated by Cranfield like evaluation mechanisms (e.g. TREC). Hence in this thesis we propose a new mechanism which enables us to evaluate it with the other classical IR systems such as BM25-Okapi. In the second part, the user's context is used to adapt a found document by PERCIRS to user's preferences. We propose to physically and semantically adapt a given document based on the user's profile and context's profile. A mechanism is also proposed to navigate into the adapted documents according to user's preferences.
Les informations disponibles sur l'Internet se développent à un rythme tel que bientôt les méthodes de recherche textuelle utilisant la fréquence des termes ne seront plus suffisantes. Un courant de pensée est consacré à la personnalisation de la recherche, à savoir prendre en compte des traits spécifiques et le contexte de l utilisateur pour répondre à sa requête. Nous pensons que le profil, la communauté, et le contexte de l'utilisateur sont les trois concepts essentiels à envisager pour faire face au problème de la croissance du World Wide Web. La thèse étudie la combinaison de ces trois courants de pensée. Dans la première partie de cette thèse, nous développons un système de recherche d information personnalisé et collaboratif (appelé PERCIRS), qui utilise les deux premiers concepts (le profil et la communauté). PERCIRS crée une liste classée de documents pertinents, pour la requête q de l'utilisateur U. Cette classification se fait sur la base des documents sélectionnés pour les requêtes semblables à q par les utilisateurs au profil similaire à celui de U. Le choix de la méthode de recherche d utilisateurs similaires joue un rôle important dans l efficacité de PER-CIRS. À cette fin, nous avons proposé trois catégories de formules pour calculer la similarité entre deux profils d'utilisateurs: formule fondée sur l'égalité, formule fondée sur la similarité et enfin une formule fondée sur les graphes. Afin de trouver la catégorie optimale, nous avons proposé deux mécanismes d'évaluation: fondés sur les concepts de la catégorisation et de la classification. Ces deux mécanismes s appuient sur les formules de calcul de profil utilisateur fondées sur les graphes. PERCIRS étant un système de recherche d information (SRI) personnalisé (en raison de la prise en compte des profils d'utilisateur), il ne peut pas être évalué par des mécanismes d'évaluation tels que Cranfield (par exemple TREC). Par conséquent, dans cette thèse, nous proposons un nouveau mécanisme qui permet de l'évaluer en même temps que les autres SRI classiques tels que BM25 Okapi. Dans la deuxième partie de ce travail de thèse,, le contexte de l'utilisateur est utilisé pour adapter, aux préférences de l'utilisateur, un document trouvé par PERCIRS. Nous proposons d'adapter physiquement et sémantiquement un document selon le profil de l'utilisateur et selon le profil de contexte. Un mécanisme est également proposé pour naviguer dans des documents adaptés en fonction des préférences de l'utilisateur.
Mot(s) clés libre(s) : INFORMATIQUE, RECHERCHE INFORMATION, PROFIL UTILISATEUR, EVALUATION RECHERCHE, CONTEXTE UTILISATION, ADAPTATION
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Lallart Mickaël. Amélioration de la conversion électroactive de matériaux piézoélectriques et pyroélectriques pour le contrôle vibratoire et la récupération d'énergie : application au contrôle de santé structurale auto-alimenté. 2008 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
L’objectif des travaux présentés ici est triple. Tout d’abord il s’agit de développer de nouvelles techniques d’amortissement vibratoire semi-passives et semi-actives limitant la fatigue des matériaux. Les techniques présentées répondent aux contraintes énergétiques des systèmes embarqués, limitant la puissance requise et le volume de matériau actif tout en assurant un amortissement significatif. Ensuite, de nouvelles méthodes améliorant l’extraction et la récupération d’énergie vibratoire ou thermique ambiante par le biais d’éléments piézoélectriques ou pyroélectriques sont exposées. Reposant sur un traitement non linéaire de la tension générée par ces matériaux actifs, ces techniques permettent un gain important en termes de puissance de sortie. Enfin, des techniques de contrôle de santé structurale nécessitant une énergie très faible sont développées. Ces techniques, basées sur les interactions d’ondes acoustiques au coeur même des éléments composites, permettent le suivi continu de l’évolution de la structure, donnant par conséquent une image de l’état structural. Ces trois points seront finalement combinés, démontrant ainsi la faisabilité du contrôle de santé structurale in situ et du contrôle vibratoire totalement autonomes en termes d’énergie. Cette dernière partie a été effectuée dans le cadre du projet euroépéen ADVICE ii.1 (Autonomous Damage detection and VIbration Control systEms), projet STREP ii.2 du programme européen FP6 ii.3.
The objectives of the work reported in the present document are threefold. The first aim consists in developping new vibration damping techniques, based on a semi-passive or a semi-active approach, in order to limit stress levels in structures. These techniques meet the low-power constraint of embedded devices, limiting both the power requirements and the needed volume of active material, while ensuring a significant damping. Then, new energy harvesting methods that enhance the extraction process from ambient vibrations and heat using piezoelectric or pyroelectric materials will be presented. Based on original non-linear treatments of the actuator output voltage, these techniques will be shown to allow a great enhancement in terms of output power. Finally, new structural health monitoring schemes consuming a very few amount of energy will be exposed. The principles of such tehniques rely on the use of guided waves that interact with the structure, allowing a continuous and in situ monitoring of the evolution of the structural state. These three points will be finally combined, demonstrating the faisability of vibration control and structural health monitoring in a truly autonomous, self-powered fashion. This last part has been carried out in the framework of the european project ADVICE ii.1 (Autonomous Damage detection and VIbration Control systEms), STREPii.2 project within the european program FP6 ii.3.
Mot(s) clés libre(s) : Energétique, Vibration, Contrôle vibratoire, Récupération énergie, Conversion électrique, Piézoélectricité, Ferroélectricité, Pyroélectricité, ADVICE
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Lallart Mickaël. Amélioration de la conversion électroactive de matériaux piézoélectriques et pyroélectriques pour le contrôle vibratoire et la récupération d'énergie : application au contrôle de santé structurale auto-alimenté. 2008 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Les récents progrès en microélectronique ainsi qu’en récupération d’énergie ambiante permettent désormais d’envisager la conception de « systèmes intelligents » auto-alimentés. L’objectif des travaux présentés ici est triple. Tout d’abord il s’agit de développer des techniques de contrôle vibratoire limitant la fatigue des matériaux et répondant aux contraintes énergétique des systèmes embarqués. Ensuite de nouvelles méthodes améliorant la récupération d’énergie vibratoire ambiante sont exposées. Reposant sur un traitement non linéaire, ces techniques permettent un gain important de puissance de sortie. Enfin, des techniques de contrôle de santé structurale nécessitant une énergie très faible sont présentées, permettant ainsi le suivi à moindre coût de l’évolution de la structure. Ces trois points seront finalement combinés, démontrant ainsi la faisabilité du contrôle de santé structurale in situ totalement auto-alimenté. Cette dernière partie a été effectuée dans le cadre du projet européen ADVICE.
Recent advances in both microelectronics and energy harvesting allows nowadays the conception of truly self-powered "smart systems". The objectives of the work reported in the present document are threefold. First it aims at developing new vibration damping techniques in order to limit stress levels in structures, while meeting the low-power constraint of embedded devices. Then, new energy harvesting methods will be presented. Based on original non-linear treatments, these techniques will be shown to allow a great enhancement in terms of output power. Finally, structural health monitoring schemes consuming a very few amount of energy will be exposed, allowing a continuous but low cost monitoring of the evolution of the structural state. These three points will be finally combined, demonstrating the feasibility of vibration control and structural health monitoring in a truly autonomous, self-powered fashion. This last part has been carried out in the framework of the European project ADVICE.
Mot(s) clés libre(s) : Energétique, Vibration, Contrôle vibratoire, Récupération énergie, Conversion électrique, Piézoélectricité, Ferroélectricité, Pyroélectricité, ADVICE
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Badel Pierre. Analyse mésoscopique du comportement mécanique des renforts tissés de composites utilisant la tomographie aux rayons X. 2008 / Thèses / accès numérique libre
Résumé
Résumé
La mise en forme de renforts tissés de composites par le procédé RTM mène à des déformations importantes, en particulier pour les géométries à double courbure. La connaissance du comportement mécanique des renforts et de leurs géométries mésoscopiques déformées est nécessaire dans de multiples applications. Une analyse mécanique à l’échelle mésoscopique des déformations de renforts tissés est proposée. Elle inclue un modèle de comportement hypo-élastique continu, isotrope transverse, spécifique au comportement d’une mèche. La dérivée objective associée est basée sur la rotation de la direction des fibres. Dans le plan transverse aux fibres, les contributions sphériques et déviatoriques sont découplées. La tomographie aux rayons X est utilisée pour obtenir les géométries expérimentales non déformées et déformées des renforts tissés. Les simulations réalisées sur un volume élémentaire représentatif sont validées à la fois à partir d’essais mécaniques et de ces images de tomographie.
The preforming stage of the RTM composite manufacturing process leads to fibrous reinforcement deformations which may be very large especially for double curvature shapes. The knowledge of the mechanical behavior of the reinforcements and their mesoscopic deformed geometry is necessary for various applications. A simulation method for woven composite fabric deformation at mesoscopic scale is presented. A specific continuum hypo-elastic constitutive model is proposed for the yarn behavior. The associated objective derivative is based on the fiber rotation. Spherical and deviatoric parts of the transverse behavior are uncoupled. X-ray tomography is used to obtain experimental undeformed and deformed 3D geometries of the textile reinforcements. The simulations performed on representative elementary volume are validated based on mechanical experimental tests and tomography images for the geometry.
Mot(s) clés libre(s) : Mécanique, Mécanique des structures, Renforts tissés, Matériaux, Composites, Propriétés mécaniques, RTM, Analyse mesoscopique, Hypoélasticité, Méthode par éléments finis, Tomographie aux rayons X
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Badel Pierre. Analyse mésoscopique du comportement mécanique des renforts tissés de composites utilisant la tomographie aux rayons X : Validation with X-ray tomography. 2008 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
La mise en forme de renforts tissés de composites par le procédé RTM mène à des déformations importantes, en particulier pour les géométries à double courbure. La connaissance du comportement mécanique des renforts et de leurs géométries mésoscopiques déformées est nécessaire dans de multiples applications. Une analyse mécanique à l’échelle mésoscopique des déformations de renforts tissés est proposée. Elle inclue un modèle de comportement hypo-élastique continu, isotrope transverse, spécifique au comportement d’une mèche. La dérivée objective associée est basée sur la rotation de la direction des fibres. Dans le plan transverse aux fibres, les contributions sphériques et déviatoriques sont découplées. La tomographie aux rayons X est utilisée pour obtenir les géométries expérimentales non déformées et déformées des renforts tissés. Les simulations réalisées sur un volume élémentaire représentatif sont validées à la fois à partir d’essais mécaniques et de ces images de tomographie
The preforming stage of the RTM composite manufacturing process leads to fibrous reinforcement deformations which may be very large especially for double curvature shapes. The knowledge of the mechanical behavior of the reinforcements and their mesoscopic deformed geometry is necessary for various applications. A simulation method for woven composite fabric deformation at mesoscopic scale is presented. A specific continuum hypo-elastic constitutive model is proposed for the yarn behavior. The associated objective derivative is based on the fiber rotation. Spherical and deviatoric parts of the transverse behavior are uncoupled. X-ray tomography is used to obtain experimental undeformed and deformed 3D geometries of the textile reinforcements. The simulations performed on representative elementary volume are validated based on mechanical experimental tests and tomography images for the geometry.
Mot(s) clés libre(s) : Mécanique, Mécanique des structures, Renforts tissés, Matériaux, Composites, Propriétés mécaniques, RTM, Analyse mesoscopique, Hypoélasticité, Méthode par éléments finis, Tomographie aux rayons X
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