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Etude expérimentale et numérique d'un distributeur auto-régulant pour l'irrigation
No full textDans le cadre d’une collaboration avec la société PHYTOREM, nous avons élaboré un prototype de distribution autorégulé afin d’épandre des Eaux Usées après un simple dégrillage et via la Phytorémédiation (dépollution par les plantes).La première approche du projet de thèse a été de comprendre les comportements rhéologiques des effluents, mis à disposition par Phytorem, et mécaniques du matériau élastomère de type EPDM. Nous avons exposé les différentes façons de retrouver leurs propriétés rhéologiques et mécaniques par le biais de divers tests de rhéométrie, concernant les effluents, et de traction uni-, bi- et équibi-axiale, pour la partie matériau. Ceci nous a permis d’obtenir d’une part, la viscosité de nos effluents, et d’autre part, la loi de comportement la mieux adaptée à notre matériau.La deuxième et dernière approche porte sur les interactions entre un fluide et une membrane hyperélastique ayant pour fonction de réguler un écoulement. Le comportement de la membrane contrainte par la pression a été simulé sous Abaqus. Ces résultats ont permis de modéliser l’écoulement (code CFD commercial) lorsque la membrane est déformée et de déterminer numériquement la loi débit/pression du dispositif. Ces développements numériques s’appuient sur la méthode des éléments finis et un couplage partitionné simple en une étape pour une première approche entre le fluide, la membrane et la structure. Les modèles numériques sont validés expérimentalement. Ces travaux participent à l’élaboration d’un prototype de distributeur auto-régulé.In collaboration with PHYTOREM, we have developed a prototype of self-regulated drip emitter to spread the Wastewater after a simple screening using phytoremediation (remediation by plants).The first approach of the thesis project was to understand the rheological behaviour of waste provided by PHYTOREM, and mechanical properties behaviour of EPDM elastomer type. We have explained the different ways to find their rheological and mechanical properties through various rheometry tests on waste, and tension uni-, biand equibi-axiale, for the material part. This allowed us to obtain first, the viscosity of our waste, and secondly, the behaviour law of best suited to our material.The second and final approach focuses on the interactions between a fluid and a hyperelastic membrane whose function is to regulate flow. The membrane behaviour under pressure stress was simulated using Abaqus. These results were used to model the flow (commercial CFD) when the membrane is distorted and to determine numerically its flow versus pressure law. These developments are relying on numerical finite element method and partitionned into a single coupling step for a first approach between fluid, membrane and structure. The numerical models are validated experimentally. This work contributes to the development of a prototype of self-regulated drip emitter
A consideration of the variability on the characteristics of a bogie’s suspension elements, towards the optimisation of maintenance operations
No full textLa réduction des coûts de maintenance est l’un des enjeux majeurs auquel doit faire face l’industrie ferroviaire pour rester concurrentielle. Parmi les organes de suspension nécessitant un entretien périodique fréquent, les éléments à base métal-caoutchouc jouent un rôle clé dans le fonctionnement du bogie. Les variations des propriétés mécaniques de ces éléments sont étudiées au travers de techniques de vieillissement accéléré pour représenter leur comportement tout au long du cycle de vie. Par ailleurs, des outils de description des variabilités observées sont proposés afin d’établir une stratégie de simulations dynamiques en considérant différents modèles d’un matériel roulant homologué. L’objectif est de quantifier leurs effets sur des indicateurs sécuritaires préconisés par les normes du secteur ferroviaire. Finalement, cette étude permet de justifier la pertinence d’une stratégie d’allongement de cycle de vie en maintenant le niveau de sécurité inhérent au matériel roulant ferroviaire.The reduction of maintenance costs is a key stake for the competitivity of railway rolling stock manufacturers. The optimization of maintenance operations can be addressed by less, better-planned overhaul operations, through an increase of the life-cycle of some components. Among the most frequently checked suspension organs, rubber-to-metal elements have a key role on the bogie performance. The change on the mechanical properties of these elements are studied by accelerated ageing techniques, so as to represent their behaviour throughout their lifecycle. Several hyper-elastic laws, associated with the characterization of the rubber ageing, have been proposed in these works. These models have been used to simulate the behaviour of the real components. Hence, a set of tools describing the variability observed on the parts is proposed, allowing the design of a strategy for dynamics simulations considering several models of an already approved rolling stock model. The aim is to quantify the variability effect on the safety indexes demanded by standard norms. Finally, this study justifies the pertinence of a strategy aiming life-cycle extensions while ensuring the intrinsic safety levels required on railway rolling stock
Modélisation mécaniques et numériques des matériaux et structures en élastomères
No full textLes travaux de recherche, menés depuis une quinzaine d'années, portent sur les développements de modèles mécaniques et numériques permettant de décrire le comportement local et global de pièces complexes constituées d'élastomères. Parmi les développements accomplis durant ces dernières années, citons les plus significatifs:Modélisation numérique du comportement hyperélastique incompressible et réalisation d'une bibliothèque d'éléments finis.Mise en œuvre et validation d'une technique de réduction de modèles à travers la mise à profit des symétries géométriques pour la résolution des problèmes linéaires ou non-linéaires (Éléments finis pseudo-axisymétriques, Éléments de réduction 3D/2D...)Modélisation du couplage thermo-viscoélastique en grandes transformations des structures élastomères. - Elaboration de modèles hyper-visco-plastiques, microphysiquement motivés, dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles.Développement d'algorithmes d'identification de paramètres des modèles et établissement d'une méthodologie de caractérisation pour les comportements à différentes températures et sous sollicitations dynamiques multifréquences.</ul
Etude theorique et experimentale d'un stratifie caoutchouc-acier en grandes deformations
No full textSIGLECNRS T Bordereau / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc
Mise en place d'un cycle de formation continue en e-Learning, dans le domaine de la Géomatique: un exemple de partenariat nord-sud pour la pédagogie numérique
No full textUn modèle élasto-visco-plastique micro-physiquement motivé pour les élastomères chargés. Caractérisation en fatigue
No full textInternational audienceThis paper is concerned with the micro-physically motivated elasto-visco-plastic behavior simulation of a filled elastomer. A statistical approach is used to develop a model with an assembly of reological model for finite strains. This model allows to predict the material behavior in a large range of caracteristic times and to reduce the number of parameters to identify. A fatigue experimental procedure is realised in order to analyze evolution of model parameters vs the number of fatigue cycles.Ce papier présente une démarche micro-physiquement motivée, pour la modélisation du comportement hyper-élasto-visco-plastique d'un élastomère chargé. Une approche statistique est utilisée pour développer un modèle constitué d'assemblage de modèles rhéologiques généralisés aux grandes déformations. Ce modèle rhéologique statistique présente l'avantage de refléter le comportement du matériau dans un large spectre de temps caractéristiques tout en réduisant le nombre de paramètres à identifier. Une campagne d'essais de fatigue et de caractérisation permet d'identifier les paramètres du modèle et de décrire leur évolution vis-à-vis de la fatigue
Identification of mechanical parameters linked to a visco-hyperelastic model: Application to a class of elastomers
No full textInternational audienceno abstrac
Modélisation du comportement en fatigue d'un élastomère chargé
No full textColloque avec actes et comité de lecture. Internationale.International audienceCe papier présente un modèle de comportement en fatigue, micro-physiquement motivé, pour les élastomères chargés. Afin d'étudier l'évolution de la fatigue sur ces matériaux, une campagne expérimentale en fatigue sur des éprouvettes de double cisaillement a été menée. Celle-ci exhibe les phénomènes propres à la fatigue et montre l'importance de l'histoire de la fatigue sur le comportement endommagé. Des observations microscopiques ont mis en évidence des micro-mécanismes de cavitation entre charges et matrice jouant un rôle important dans l'évolution du comportement en fatigue. A partir de ces observations, nous developpons un modèle statistique hyper-élasto-visco-plastique capable de prédire le comportement macroscopique du matériau. Les paramètres du modèle sont identifiés à partir des essais expérimentaux, pour les différentes configurations de fatigue testées, ce qui permet de décrire, puis de modéliser leur évolution vis-à-vis de la fatigue
PredimLam, un outil de pré-dimensionnement de paliers élastomèriques
No full textLicence exclusive EUROCOPTE
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