330 research outputs found
Comportement dynamique des structures maçonnées
No full textEl trabajo trata sobre un estudio del comportamiento y la estabilidad de estructuras hechas por un conjunto de elementos, mediante el método de los elementos discretos. Visualizar los resultados y determinar los parámetros influyentes.Outgoin
Comportement dynamique des structures maçonnées
No full textEl trabajo trata sobre un estudio del comportamiento y la estabilidad de estructuras hechas por un conjunto de elementos, mediante el método de los elementos discretos. Visualizar los resultados y determinar los parámetros influyentes.Outgoin
Comportement dynamique des structures maçonnées
No full textEl trabajo trata sobre un estudio del comportamiento y la estabilidad de estructuras hechas por un conjunto de elementos, mediante el método de los elementos discretos. Visualizar los resultados y determinar los parámetros influyentes.Outgoin
Reinforcement of the ballast railways : optimization of the ballast bonding process by coupling numerical and experimental approaches
No full textLe collage du ballast est un procédé consistant à verser un liant sur l’ensemble d’agrégats rocheux qu’est le ballast afin d’en limiter les déplacements, et par conséquent les opérations de maintenance très coûteuses en temps et en moyens. Pour comprendre et optimiser le procédé de collage du ballast utilisé en exploitation ferroviaire par la SNCF, le développement d’un modèle numérique de colle à ballast est proposé ainsi que son exploitation dans un code de calcul par éléments discrets LMGC90, basé sur l’approche NonSmooth Contact Dynamics. Pour développer ce modèle, une approche combinant expérimentations en laboratoire et expérimentations numériques est proposée, expérimentations menées à différentes échelles. Dans un premier temps, des essais expérimentaux de traction sont réalisés sur des reproductions de contacts entre grains de ballast collés. Ces essais ont fourni des données locales utilisées pour calibrer les deux paramètres d’une première loi de contact cohésive numérique simple, de type Dugdale : la résistance cohésive maximale d’un contact, et la distance de séparation au-delà de laquelle on considère le contact décollé. Un deuxième modèle développé par Venzal, plus précis, a également été paramétré grâce aux essais expérimentaux unitaires. Il est entre autre traduit par une raideur initiale, une contrainte maximale, et un endommagement progressif du contact cohésif. Ces modèles sont ensuite exploités grâce à la plateforme LMGC90 dédiée à la modélisation de milieux divisés pour réaliser des simulations " modèles " de caractérisation macroscopique de milieu granulaire collé, puis des simulations appliquées à la problématique ferroviaire. Ainsi, des essais numériques de compression triaxiale effectués sur un milieu granulaire polyédrique cohésif ont mis en évidence l'importance du choix du modèle de cohésion : les simulations réalisées avec la loi Dugdale ne permettent pas de respecter l'application d'une pression isotrope sur les parois de l'échantillon pour les intensités de cohésion élevées, en raison de la forte déformation du milieu. Les essais réalisés avec la loi Venzal restent significatifs, et permettent d'expliquer l'évolution de la résistance du système grâce à l'évolution de l'endommagement des contacts cohésifs. Au départ, l'échantillon s'endommage fortement car la dilatation volumique de l'échantillon nécessite la rupture des contacts intervenant activement dans la résistance du milieu ; sur cette période, la résistance au cisaillement du système augmente drastiquement. Elle finit par baisser pour se stabiliser une fois la détérioration des contacts cohésifs suffisante. Des essais de résistance latérale expérimentaux et numériques ont également été conduits, avec différentes configurations de collage. Les essais expérimentaux, en plus de fournir des données de référence, prouvent que l’ajout de la cohésion dans le massif ballasté en augmente la résistance latérale, et quantifient ce renforcement (jusqu’à atteindre une amélioration de 43% pour un collage de la banquette en profondeur). Un collage surfacique de la banquette propose un renforcement de 22% pour une moindre quantité de colle. Les essais numériques de résistance latérales montrent que la cohésion peut agir sur deux aspects différents : renforcer le réseau de résistance qui s’oppose déjà au mouvement latéral de la traverse, ou ajouter un réseau d’opposition supplémentaire en plus du préexistant. Ces travaux offrent ainsi un outil numérique permettant de répondre à la problématique ferroviaire soulevée et proposent différentes pistes de réflexion.Ballast gluing is a process that consists in spreading a binder on the ballast as a set of rocky aggregates in order to limit its movements, and consequently the maintenance operations, which are very costly in time and resources. To understand and optimize the ballast gluing process used in railway operations by the SNCF, the development of a numerical model of ballast glue is proposed as well as its exploitation in a discrete element calculation code LMGC90, based on the NonSmooth Contact Dynamics approach.To develop this model, an approach combining laboratory and numerical experiments is proposed, experiments conducted at different scales. In a first step, experimental tensile tests are carried out on reproductions of contacts between bonded ballast grains. These tests provided local data used to calibrate the two parameters of a first simple numerical cohesive contact law, of Dugdale type: the maximum cohesive resistance of a contact, and the separation distance beyond which the detached contact is considered.A second law developped by Venzal, more precise, is also calibrated. It is described by an initial stiffness, a maximal strain and allows the contact to damage.These models are then exploited thanks to the LMGC90 platform dedicated to the modeling of divided media to carry out "model" simulations, and then simulations applied to railway issues.Thus, numerical tests of triaxial compression carried out on a cohesive polyhedral granular medium have highlighted the importance of the cohesion law used : simulations executed with Dugdale law and important cohesion intensity cannot respect the application of an isotropic pressure on the sample because of the importance of its strain. Tests realized with Venzal law are meaningful, and link the evolution of sample shearing resistance to the evolution of contact cohesion damage. At first, the sample quickly damage itself, because its volumic expansion breaks the cohesion of contacts which actively take part of the medium resistance ; at the same time, the system shearing resistance increase considerably. It decreases and stabilizes when the cohesion damage is sufficient.Experimental and numerical lateral resistance tests have also been conducted, with different bonding configurations. Experimental tests, in addition to providing reference data, prove that adding cohesion to the ballasted mass increases its lateral strength, and quantify this reinforcement (up to a 43% improvement for deep bench bonding). A surface gluing of the seat offers a 22% reinforcement for a lower quantity of glue. Numerical lateral strength tests show that cohesion can act on two different aspects: reinforcing the resistance network that already opposes the lateral movement of the cross member, or adding an additional opposition network on top of the pre-existing one. This work thus offers a numerical tool to respond to the railway problem raised and proposes various avenues for reflection
Tribological and thermomechanical modeling of carbon / carbon composites for braking performance
No full textLa connaissance des performances de freinage et des phénomènes d'usure des disques de freins est une composante essentielle du business de SAFRAN Landing Systems (SLS). En effet, ces phénomènes interviennent au premier plan dans l’équilibre financier des programmes en développement et dans les choix stratégiques d’élaboration de nouveaux matériaux de friction pour freins aéronautiques.Outre la mise en œuvre d’essais expérimentaux, le développement de cette connaissance passe également par le développement et l'utilisation de modèles numériques, moins coûteux. Dans cette optique que, SLS développe depuis quelques années un outil de simulation par éléments finis en prenant en compte certains des phénomènes thermomécaniques ayant lieu au cours du freinage, en lien avec les propriétés du matériau de friction. Si cet outil permet d'obtenir des corrélations tout à fait satisfaisantes avec la plupart des essais de freinage menés par SLS (atterrissage, freinage d’urgence …), ses hypothèses de modélisation ne lui permettent pas de couvrir certains phénomènes « limites », notamment ceux ayant lieu à basse vitesse : comportement dynamique du frein lors des freinages de type taxiage, comportement en couple statique, ou encore influence de la physico-chimie sur l’usure du matériau de friction.Ce besoin de connaissance n'est pas simplement un challenge industriel, mais représente bel et bien un challenge scientifique de premier plan. En effet, aujourd'hui il est établi que l'application de critère d'usure tel que la loi d'Archard, n'apparaît pas comme une solution envisageable pour représenter les contacts fermés dans lesquels les particules d'usures restent piégées. En effet, ladite loi ou ses dérivées ne prennent pas en compte la complexité de l'interface en particulier l'ensemble des débris formant un « troisième corps» séparant les deux corps en contact, son évolution dynamique et physico-chimique. Pour prendre en compte cette réalité fort complexe, il faut alors placer les travaux dans le cadre du concept du triplet tribologique, seul à même d'appréhender la réalité d'un contact.C'est dans cette optique que de nombreux travaux ont été menés en partenariat avec le Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures (LaMCoS) et le Laboratoire de Mécanique et de Génie Civil (LMGC). En se plaçant à différentes échelles de la modélisation, ils ont individuellement permis de premières avancées sur ces sujets à travers le développement de modèles tribologiques locaux fonctionnant sous la plateforme logicielle LMGC90. Grâce à des modèles par éléments finis (FEM) se plaçant à une échelle mésoscopique du matériau, une analyse prenant en compte les aspects dynamiques ainsi que l'influence des éléments de microstructure du composite a pu être réalisée. Ensuite, en se plaçant à une échelle microscopique et en utilisant des modèles par éléments discrets (DEM) des études qualitatives sur les échauffements et dégradation du matériau au contact ainsi que sur les aspects physico-chimiques dans le troisième corps ont pu être réalisés. Aujourd'hui, l'apport potentiel de ces modèles vis-à-vis des limites identifiées dans l'outil de calcul industriel apparaît naturellement. L'objectif de cette étude est d'élaborer une méthodologie d'utilisation conjointe des modèles locaux afin de concrétiser cet apport. De ce fait, des études paramétriques dans les conditions de freinage basses énergie sont réalisées dans les deux échelles macro avec l'outil de calcul industriel et micro à l'aide des modèles locaux. Le but de ses études est d'identifier les paramètres susceptibles d'être utilisés comme éléments de dialogue des deux approches. Enfin une nouvelle approche théorique de la modélisation de l'usure des freins est proposée à l'échelle continue (FEM). Celle-ci est écrite dans le cadre des matériaux standards généralisés.Knowledge of braking performance and brake disc wear phenomena is an essential component of the business of SAFRAN Landing Systems (SLS). Indeed, these phenomena occur at the forefront of the financial balance of developing programs and strategic choices for developing new friction materials for aircraft brakes.In addition to the implementation of experimental tests, the development of this knowledge also involves the development and use of numerical models, less expensive. With this in mind, SLS has been developing a finite element simulation tool for several years to simulate some thermomechanical phenomena occurring during braking, in connection with the properties of the friction material. If this tool provides correlations quite satisfactory with most braking tests conducted by SLS (landing, emergency braking ...), its modeling assumptions do not allow it to cover certain phenomena "limits", including those occurring at low speed: dynamic behavior of the brake during taxiing type braking, static behavior couple, or influence of the physical chemistry of the wear of the friction material.This need for knowledge is not simply an industrial challenge, but does indeed represent a major scientific challenge. Indeed, today it is established that the application of wear criterion such as Archard's law does not appear as a possible solution to represent the closed contacts in which the wear particles remain trapped. Clearly, the law called, or its derivatives do not take into account the complexity of the interface in particular all the debris forming a "third body" between the two bodies in contact, dynamic evolution and physicochemical. To account for this strong complex reality must then place the work within the concept of the tribological triplet, only able to grasp the reality of a contact.It's in this light that many works was conducted in partnership with the Laboratory of Mechanics of contacts and Structures (LaMCoS) and the Laboratory of Mechanics and Civil Engineering (LMGC). By placing themselves at different scales of modeling, they individually enabled first advances on these subjects through the development of local tribological models operating under the LMGC90 software platform. Thanks to finite element models (FEM) placed on a mesoscopic scale of the material, an analysis taking into account the dynamic aspects as well as the influence of the microstructure elements of the composite was able to be carried out. Then, using a microscopic scale and using discrete element models (DEM), qualitative studies on heating and degradation of the material on contact as well as on the physicochemical aspects in the third body could be carried out. Today, the potential contribution of these models against the identified limitations in the tool of industrial computing appears naturally. The objective of this study is to develop a methodology for joint use of local models to materialize this contribution. Therefore, parametric studies under low energy braking conditions are carried out in both macro scales with the industrial and micro calculation tool using local models. The purpose of his studies is to identify the parameters that can be used as two approaches of dialog elements. Finally, a new theoretical approach to modeling of brake wear is proposed to the continuous scale (FEF). It's written in the context of generalized standard materials
Modeling the compaction of soft granular packings : effect of mixed soft/rigid grains and particle shape
No full textLa compaction d'assemblages de grains mous au-delà de leur point de blocage (i.e., le ``jamming point''), bien que très étudiée reste encore mal comprise. Par exemple, un très grand nombre d'équations reliant l'évolution de la pression de confinement "P" à la compacité "phi" ont été proposés mais la plupart des équations existantes s'appuient sur des stratégies empiriques impliquant souvent plusieurs paramètres d'ajustement dont le sens physique n'est pas toujours clair. Dans ce travail de thèse, au moyen de simulations numériques et d'expériences modèles, nous analysons la compaction de grains frottant hautement déformables, de différentes formes, ou encore des mélanges de grains déformable/rigide en deux et trois dimensions. Numériquement, nous utilisons la méthode de dynamique des contacts non régulière (``Non-Smooth Contact Dynamics NSCD'') couplant la méthode de Dynamique des Contacts (pour gérer le contact entre grains) à la méthode des Eléments Finis (pour la déformation des grains), et expérimentalement nous utilisons des techniques d'imagerie à haute résolution couplées à des algorithmes de DIC sur un système quasi-2D de compression unixial. Dans tous nos essais, nous caractérisons l'évolution de la compacité, du module élastique et de la microstructure (réarrangement des particules, connectivité, forces de contact et distributions des contraintes dans les particules) en fonction des contraintes appliquées. Nous montrons que la compacité évolue de manière non linéaire à partir du point de blocage et tend asymptotiquement vers une compacité maximale qui dépend du rapport de mélange de grains déformable/rigide, du coefficient de frottement ou encore de la forme des particules. À l'échelle microscopique, différentes relations en lois de puissances sont mises en évidence entre, d'un coté, les structures locales à l'échelle des grains et des contacts et, de l'autre coté, la compacité et la pression, indépendamment de la forme, du rapport de mélange ou de la dimension du problème (2D/3D). Finalement, un résultat majeur de ce travail est la mise en place d'un cadre théorique et micromécanique pour l'étude de la compaction d'assemblages granulaires mous au-delà du point de blocage. Ce cadre micromécanique s'appuie sur le tenseur des contraintes granulaires, sa limite aux petites déformations, et de l'évolution de la connectivité des particules. À partir de l'expression de ces quantités, nous établissons différentes équations de compaction, libres de tout paramètres ad hoc, et reproduisant parfaitement nos données numériques et expérimentales. Ces équations dépendent principalement de la dimension considérée (2D/3D), et prennent en compte les caractéristiques de forme, de bi-dispersité élastique, ou de géométrie de compression (uniaxiale vs isotrope). Le cadre micromécanique proposé permet d'unifier le comportement de compactage des assemblages de particules molles, molles/rigides et non circulaires de manière cohérente, à la fois en 2D et en 3D, pour une compression isotrope et uniaxiale.The compaction behavior of deformable grain assemblies beyond jamming remains misunderstood, and existing models that seek to find the relationship between the confining pressure "P" and solid fraction "phi" end up settling for empirical strategies or fitting parameters. Numerically and experimentally, we analyze the compaction of highly deformable frictional grains of different shapes and soft/rigid particle mixtures in two and three dimensions: numerically, using a coupled discrete - finite element method, the Non-Smooth Contact Dynamics Method (NSCD), and experimentally using high-resolution imaging coupled with a dedicated DIC algorithm. We characterize the evolution of the packing fraction, the elastic modulus, and the microstructure (particle rearrangement, connectivity, contact force, and particle stress distributions) as a function of the applied stresses. We show that the solid fraction evolves non-linearly from the jamming point and asymptotically tends to a maximal packing fraction, depending on the soft/rigid mixture ratio, the friction coefficient, and the particle shape. At the microscopic scale, different power-law relations are evidenced between the local grain structure and contacts, and the packing fraction and pressure, regardless of the shape, the mixture ratio, or the dimensionality (2D/3D). A significant outcome of this work is the development of a theoretical and micromechanical-based approach for the compaction of soft granular assemblies far beyond the jamming point. This latter is derived from the granular stress tensor, its limit to small deformations, and the evolution of the connectivity. Furthermore, from the expression of these well-defined quantities, we establish different compaction equations, free of ad hoc parameters, well-fitting our numerical and experimental data. These equations mainly depend on the dimensionality, where the characteristics of shape, elastic bi-dispersity, and compression geometry (uniaxial vs isotropic) are considered as input parameters. Our theoretical framework allows us to unify the compaction behavior of assemblies of soft, soft/rigid, and noncircular soft particles coherently, both in 2D and 3D, for isotropic and uniaxial compression
Modeling the tribological behavior of brush-commutator contact for electrical starters by Discrete Element Method
No full textLes balais de démarreurs utilisent un mélange de graphite et de cuivre pour assurer la transmission du courant électrique dans un contact glissant. La densité de courant qu'ils subissent peut atteindre 300A et la vitesse de glissement 20m/s. Ces contraintes très sévères entrainent une usure rapide de ces balais. La conséquence directe est un nombre de cycles insuffisant face au nombre accru demandé par les consommateurs, notamment avec l'introduction de la fonctionnalité stop-start qui augmentent d'une façon brutale le nombre de démarrage d'un démarreur. Le but de la thèse est de comprendre le mécanisme d'usure de ces balais métal-graphite via la modélisation numérique et des essais expérimentaux réalisés sur un banc tribomètre. La compréhension passe au niveau général d'un milieu continu homogène discrétisé par des éléments discrets jusqu'à un mélange d'élément entre cuivre et graphite, pour avoir une appréciation plus approfondie du mode d'usure notamment concernant les deux éléments présents cuivre et graphite, en essayant de chercher une composition optimale.We study the tribological behavior of brush-commutator contact for electrical starters. Such contact composed of metal-graphite brushes and a copper commutator is under extremely severe electrical and mechanical sollicitations during starting cycles. The direct impact of this is an insufficient number of cycles for stop-start applications before failure. Our goal is to study the effect of electrical current on the tribological behavior of the contact system using enhanced Discrete Element Method. The mechanical, electrical and thermal behaviors are computed for a elementary representative volume of contact system. The simulation results showed the impact of Joule heating on tribological behavior of contact accelerate the wear process of contact, suggesting a better brush material with better electrical conductivity, leading to the study of the impact of metal content on tribological behavior of contact, since metal elements can improve significantly the electrical conductivity of brush material
Numerical dialogue between tribological scales
No full textEn tribologie, la modélisation numérique est aujourd'hui un outil indispensable pour étudier un contact afin de pallier les limites expérimentales. Pour comprendre de mieux en mieux les phénomènes mis en jeu, les modèles ne se situent plus à une seule échelle, mais en font intervenir plusieurs, rendant plus que jamais le concept de triplet tribologique incontournable. Travaillant avec cette philosophie et en se basant sur l'approche Non Smooth Contact Dynamics, dont nous rappelons les grandes lignes, nous proposons de franchir deux cas: proposer des modèles offrant des résultats quantitatifs et mettre en place les premières pièces d'une homogénéisation au niveau du contact (VER). Dans le premier cas, l'étude du couplage éléments finis/éléments discrets au sein d'une même simulation a pour but de proposer des modèles plus "réalistes". Même si l’interface utilisée est déjà présente au coeur du contact et ne va pas évoluer, elle permet de mettre en évidence l’utilisation d’outil de mesure permettant de lier le mouvement des particules aux instabilités dynamiques et permet d’avoir des résultats qualitatifs mais aussi quantitatifs puisque la comparaison avec les taux de contraintes expérimentaux sont en très bonne adéquation. Dans le second cas, le VER sous sollicitations tribologiques est étudié afin d'étendre les techniques d'homogénéisation aux problèmes de contact afin de s'affranchir de la description des interfaces aux grandes échelles en trouvant un moyen d'homogénéiser le comportement hétérogène de l'interface et de le faire dialoguer avec le comportement continu des corps en contact en faisant remonter, dans un sens, des grandeurs moyennées à l'échelle microscopique à l'échelle macroscopique des premiers corps et dans l'autre sens, se servir des données locales à l'échelle macroscopique comme conditions limites à l'échelle microscopique.In tribology, the numerical modeling has become an indispensable tool for studying a contact to overcome the experimental limitations. To have a better understanding of the phenomena involved, the models are no longer located at a single scale, but involve several ones, more than ever, making the concept of tribological triplet as a unavoidable concept. Working with this philosophy and approach based on the Non Smooth Contact Dynamics framework, which we remind some outlines, we propose to cross two steps~: model that can offer quantitative results and that implement the first ingredient to perform a homogenization at a contact level. In the first case, the study of coupling finite elements/discrete elements within the same simulation aims to propose models that are more "realistic". Even if the interface is already present in the contact and not going to evolves, it can highlight the use of measurement tool of spot particles via dynamic instabilities and allows to have not only qualitative results but also quantitative ones since the comparison with the experimental strain rates are in very good agreement. In the second case, the study of VER in tribological charges is performed to extend the homogenization techniques to contact problems in order to overcome the interface description on large scales by finding a way to homogenize the heterogeneous behavior of the interface and make a dialogue with the continue behavior of bodies in contact by send up, in a sense, average values of the microscopic scale to the macroscopic scale and in the other sense, use local data of the macroscopic scale as boundary conditions at the microscopic scale
Modelisation of granular media and solid third bodies using rigid and/or deformable discrete elements : Influence of the local behavior on the global behavior
No full textLes Méthodes par Eléments Discrets apparaissent comme les méthodes les plus appropriées pour modéliser le caractère divisé. De nombreux travaux ont permis de mieux comprendre leurs comportements, mais dans certain cas se pose la question de l'impact du choix de la description volumique ou des lois d'interaction sur le comportement global du milieu. Dans ce contexte, en se basant sur l'approche "Non Smooth Contact Dynamic" permettant naturellement de mixer les différentes formulations, nous nous proposons de comprendre et d'analyser l'influence de cette description. Pour cela, nous utilisons deux applications différentes liées aux comportement quasi-statique (QS) des milieux granulaires et comportement dynamique des interfaces tribologiques. Au niveau de l'étude QS est faite en utilisant des essais de compression biaxiale et de cisaillement. Contrairement aux approches classiques, des particules déformables sont utilisées ici. Les résultats obtenus sont comparés en utilisant des outils de mesure tels que la relation contrainte-déformation, la compacité... Les résultats montrent qu'il n'est pas possible à partir d'une description rigide de converger vers des modèles déformables et souligne l'importance d'effectuer une analyse complète en tenant compte de la déformation des particules. Au niveau de la modélisation d'une interface tribologique s'intéresse à l'influence des conditions limites, des descriptions des premiers corps et du troisième corps sur la rhéologie de l'interface. Dans chaque simulation, frottement macroscopique, profils de vitesse et de contrainte sont observés. Les différents modèles utilisés ont peu d'influence sur la valeur du frottement mais plus d'influence sur les profils de vitesse au travers de l'épaisseur de troisième corps. Ceci souligne l'importante du choix du modèle lors de l'étude de la rhéologie de l'interface et montre qu'il est difficile d'obtenir des résultats génériques et ceci aussi bien en modèles bi que tridimensionnel.The Discrete Element Methods are the most appropriate methods to model the divided feature of some media such as granular ones, masonries or contact interfaces... Many studies have provided a better understanding of their behavior, but in some cases the impact of both volume description (rigid or deformable) and interaction laws (elastic or plastic) is not negligible on the global behavior. The approach used here is based on the "Non Smooth Contact Dynamic" framework which mixes naturally the rigid and deformable formulations. One propose to analyze the influence of this description. For this purpose, two different applications are used, related to the quasi-static behavior of granular media and to the modelization of the tribological interface under dynamic solicitations.The study of quasi-static behavior of granular media is developed though biaxial compression test and shear test. Contrary to classical approaches, deformable particles are used. The results are compared using tools such as the stress-strain macroscopic relation, the compacity... They show that it is not possible to converge to deformable particle with a rigid description and underline the importance to performance full analyze with deformable description.The modeling of a tribological interface under dynamic solicitation focuses on the influence of boundary conditions, models of the first bodies and the third body on the rheology of the interface. In each simulation, the macroscopic friction, the velocity profile and stress profile are observed. The different models used have not a large influence on the friction value but a large influence on the velocity profiles. This underline the importance of the choice of the model when investigation are performed on the rheology of the third body
Role of parameters materials and structural in the numerical homogenization of C/C composites. Case of tribological soli citations of braking
No full textAfin de comprendre les mécanismes d’usure et de frottement des composites carbone/carbone (C/C) utilisés en freinage aéronautique, un modèle numérique est utilisé pour dissocier les effets mécaniques des effets physico-chimiques et thermiques. Le modèle repose sur l’utilisation d’une approche par éléments finis et de techniques d’homogénéisation appliquées à un volume élémentaire représentatif (VER) du matériau à l’échelle mésoscopique frottant sur une surface rigide ou déformable. A cette échelle, le matériau est décrit par une matrice en carbone et des paquets de fibres de carbone appelés torons, perpendiculaires à la surface frottante. Pour assurer la représentativité de la structure du matériau, plusieurs modèles hétérogènes sont étudiés. Les résultats sont comparés à ceux obtenus avec le modèle homogène équivalent qui découle de l’homogénéisation. L’influence des conditions de contact (la rigidité), ainsi que l’influence de la distribution des torons proches de la surface frottante sur les régimes de vibrations des différents modèles sont mises en évidence. L’extension du modèle numérique à un contact entre deux composites a mis en évidence une forte augmentation des contraintes maximales localisées principales dans les torons présents à la surface frottante. Ces fortes localisations de contraintes peuvent avoir pour conséquence l’endommagement des torons ce qui induit la dégradation de la surface frottante jusqu’aux détachements de particules.To understand the mechanisms of wear and friction of carbon 1 carbon composites (C/C} used in aeronautical braking, a numerical model is used to separate the mechanical effects of the physico-chemical and thermal effects. The model is based on the use of an approach by finite elements (FE} and techniques of homogenization applied to a representative elementary volume (RVE} of the material in the mesoscopic scale rubbing on a rigid or deformable surface. In this scale, the material is described by a matrix in carbon and packages of carbon fiber called strands, perpendicular on the contact surface. To insure the representativeness of the structure of the material, several heterogeneous models are studied. The results are compared with those obtained with the equivalent homogeneous model which ensues from the homogenization. The influence of the conditions of contact (the rigidity), as well as the influence of the distribution of strands at the contact surface on the regimes of vibrations of the various models are revealing. The extension of the numerical model in a contact between two composites underline a strong increase of maximal constraints mainly localized in the strands present on the contact surface. These strong localizations of constraints can have for consequence the damage of strands what leads the degradation of the contact surface until the detachments of particles
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