Construction et implémentation de lois cohésives extrinsèques

Cette thèse porte sur l\u27utilisation conjointe de modèles continus (endommagement, plasticité) et discontinus (modèles cohésifs, théorie de Griffith) dans des calculs de rupture. Deux types de modèles sont retenus pour modéliser aussi bien la phase diffuse de la rupture que la phase localisée apparaissant lorsque la loi de comportement du matériau devient adoucissante : - les modèles continus régularisés avec la méthode du second-gradient implicite- les modèles mixtes continus/discontinus associant un modèle continu durcissant à un modèle de zone cohésive pour la prise en compte du comportement adoucissant. L\u27objectif principal de la thèse est la construction d\u27un modèle mixte continu/discontinu à partir d\u27un modèle continu régularisé servant de modèle de référence. La méthode développée est basée sur la notion de fissure équivalente de Mazars selon laquelle deux modèles sont équivalents si ils dissipent la même quantité d\u27énergie pour un même cas test. L\u27implémentation numérique de la méthode se fait en réalisant deux calculs successifs : un premier calcul utilisant le modèle continu de référence permet d\u27extraire la quantité d\u27énergie dissipée durant chaque pas de temps, puis un deuxième calcul permet de calculer incrémentalement la loi cohésive du modèle équivalent en utilisant les incréments d\u27énergie dissipée calculés pendant le premier calcul. Pour ce deuxième calcul, une formulation faible spécifique a été développée pour laquelle la donnée de la loi cohésive est remplacée par la donnée des incréments d\u27énergie dissipée à chaque pas de temps. Par ailleurs, un modèle d\u27endommagement pour lequel la régularisation n\u27intervient qu\u27à partir du moment où le comportement devient adoucissant a été développé. Ce modèle comporte deux variables d\u27endommagement, ce qui permet de traiter séparément l\u27endommagement diffus et l\u27endommagement localisé. Enfin, deux formulations sont proposées pour l\u27implémentation de lois cohésives ayant une rigidité initiale infinie (lois extrinsèques)

Adéquation de la dynamique de véhicule à la géométrie des virages routiers. Apport à la sécurité routière

La perte de contrôle en virage représente une proportion significative des accidents par sortie de route. Ce travail apporte des outils et des recommandations pour prévenir ces accidents. Nous avons développé un modèle numérique de dynamique de véhicule qui tient compte des caractéristiques de la route. Ce modèle est validé par des données d\u27itinéraires réels et par des comparaisons au logiciel de simulateur professionnel de dynamique de véhicule callas. Après une analyse des modèles de contact pneumatique/chaussées, une modélisation basée sur le frottement de coulomb est réalisée. D\u27une part cette modélisation calcule les efforts de contact d\u27une façon correcte. La comparaison avec Pacejka dans différentes situations a montré la validité du modèle. D\u27une autre part, elle indique des limites de saturations des efforts. Ces points de saturation représentent des points potentiellement dangereux d\u27un itinéraire. A la base de la saturation des efforts et la connaissance des points dangereux, nous avons proposé une méthodologie de détection de limite. L\u27application de la méthodologie sur des itinéraires dangereux choisis dans la base de donnée VANI a permis de détecter d\u27une façon exacte des positions, effectivement dangereuses. Enfin, nous avons formulé des recommandations aux ingénieurs routiers pour utiliser les outils afin de redimensionner les routes et prévenir les accidents

Origine et évolutions des défauts initiés par les granules d\u27atomisation dans les compacts céramiques. Incidence de la formulation des dispersions

Cette thèse s\u27inscrit dans le cadre d\u27un projet européen portant sur l\u27étude des nanomatériaux céramiques. Elle a pour enjeu principal l\u27élaboration par pressage de crus d\u27alumine nanométrique avec un faible taux de défauts nocifs. Pour atteindre cet objectif, les poudres granulées par atomisation ultrasonique, doivent perdre complètement leur identité lors du pressage. Dans une première étape l\u27optimisation des dispersions, autorisant l\u27emploi de fractions volumiques de solides de plus de 51 vol. %., est réalisée. Ceci permet la production de granules à la fois pleines et compactes. Dans un second temps, l\u27effet du mode de résorption des granules est étudié. Des produits avec et sans liants sont élaborés, puis un stockage sous hygrométrie contrôlée permet de modifier la Tg des adjuvants organiques à microstructure de granule identique. Différents mode de destruction des granules sont obtenus puis caractérisés par les méthodes usuelles (diagrammes de compaction,..). Nous avons mis au point une nouvelle méthode d\u27analyse en tomographie in-situ, qui permet de quantifier la population des défauts nocifs des compacts. Les formulations avec liants montrent des pontages organiques forts et fragiles si la Tg est élevée ou faibles et plastiques pour une basse Tg. Les premières sont peu ou pas détruites aux pressions de compaction usuelles, et les secondes se déforment plastiquement dès les faibles pressions mais génèrent un plus grand nombre défauts nocifs aux fortes pressions. Enfin, les granules sans liant, qui comportent des pontages faibles et fragiles, se détruisent facilement par fragmentation. Les crus obtenus possèdent des défauts résiduels de plus petites tailles

Gestion de changement et vérification formelle de processus métier : une approche orientée règle

Le travail proposé dans cette thèse traite de la flexibilité de la modélisation et la vérification des processus métier. Lobjectif étant, de permettre, dune part, une modélisation souple qui prend en compte la nature dynamique des éléments dun processus métieret dautre part, la vérification du déroulement du processus pour sassurer de son bon fonctionnement. Pour atteindre cet objectif, nous avons entrepris, dans le cadre de cette thèse, des recherches qui visent la construction dun modèle de processus basé sur un nouveau pattern de règles appelé ECAPE-M. Ce modèle permet de décrire un processus métier dune manière déclarative, en utilisant un ensemble de règles ECAPE. Le formalisme ECAPE est considéré dans nos travaux comme une extension du formalisme ECA, initialement défini par Evénement Condition Action, avec une post condition pour contrôler lexécution de laction dune règle et lancer une action de compensation dans le cas ou lexécution nest pas valide et avec un post événement pour décrire explicitement les événements qui seront générés par lexécution de laction de la règle pour construire un graphe dexécution du processus. Le modèle ECAPE-M permet non seulement lexpressivité de la nature dynamique des différents éléments dun processus métier mais aussi la vérification du bon fonctionnement dun processus. Nous proposons de considérer le modèle ECAPE-M selon trois plans dabstraction : Le plan métier où les processus sont définis par un ensemble de règles ECAPE. Nous proposons ici un nouveau langage, appelé ECAPE-L, qui utilise une syntaxe basée sur XML, pour décrire les éléments des processus métier. Ce nouveau langage déclaratif est proche des langages dexécution impératifs de processus tels que BPEL et XPDL car il peut être exécuté par un moteur de règles qui interprète les différentes instructions. Le plan comportemental où une démarche de gestion du changement dune règle dans le modèle ECAPE-M est mise au point. Cette démarche consiste à définir les relations entre les différentes règles, et traduire lensemble des règles et relations en un graphe orienté appelé graphe dimpact. Lanalyse de ce graphe permet de déterminer lensemble des règles impactées par un changement et destimer le coût de changement dune règle en terme de nombre dopérations de changement. Le plan opérationnel où le modèle dun processus ECAPE-M est traduit en un réseau de Pétri coloré appelé ECAPE-net afin de modéliser la sémantique dexécution du processus. Notre contribution est validée par lélaboration de larchitecture dune plateforme de modélisation et danalyse de processus métier appelé BP-FAMA (Business Process Framework for Agility of Modeling and Analysis)

Modélisation de la cristallisation des polymères dans les procédés de plasturgie : quantification des effets thermiques et rhéologiques

En plasturgie, la maîtrise de la régulation thermique des outillages apparaît aujourdhui comme une des composantes essentielles de lamélioration de la productivité des procédés et de la qualité des produits. Sinscrivant dans le contexte du développement doutils numériques dédiés à loptimisation de la « fonction refroidissement » des outillages, ce travail répond à deux besoins. Le premier est la nécessité de disposer dun modèle précis du comportement thermique des polymères semi-cristallins au cours du refroidissement et de linfluence de cette phase sur la microstructure du matériau, conditionnant ses propriétés finales. Un modèle numérique de la cristallisation dun polymère soumis à un écoulement anisotherme est développé. Le 1er invariant du tenseur des extra-contraintes, représentative du comportement rhéologique viscoélastique du matériau, est considérée comme la force motrice dune germination additionnelle sajoutant à la germination induite par la thermique. La croissance de ces germes est décrite par deux systèmes déquations de Schneider. Le modèle est ensuite appliqué la cristallisation dun polypropylène isotactique dans un écoulement de cisaillement (écoulement de Couette). Les effets thermiques et rhéologiques sur la cristallisation sont alors quantifiés en termes daccélération de la cinétique et de répartition morphologique finale (type, densité et tailles moyennes des cristallites). Dautre part, loptimisation des performances thermiques des outillages fait appel à des techniques de mesure du transfert de chaleur précises, fiables et adaptées aux contraintes du procédé, dans le but dalimenter et de valider les simulations numériques. Une technologie innovante dinstrumentation thermique est mise en uvre sur un moule dinjection, sous forme dun insert fluxmétrique, afin dévaluer localement les transferts de chaleur entre le polymère et loutillage. Linfluence des conditions dinjection sur la réponse du capteur est analysée. Les « signatures thermiques » du procédé ainsi obtenues permettent de valider un modèle simplifié des transferts thermiques lors de la phase de refroidissement

Comportement du sable dans le domaine des petites et moyennes déformations : rotations "d\u27axes" et effets visqueux

L\u27étude du comportement du sable d\u27Hostun dans le domaine des petites et moyennes déformations est réalisée à l\u27aide du prototype, " T4CStaDy ", qui permet d\u27appliquer indépendamment Torsion, Compression et Confinement sur un Cylindre Creux. Des sollicitations cycliques de faibles amplitudes permettent de déterminer huit termes du tenseur rhéologique équivalent. Les modules d\u27Young et de cisaillement sont aussi déterminés par propagation d\u27ondes, à l\u27aide de capteurs piézoélectriques. Afin de modéliser le comportement du sable dans le domaine des petites déformations, une nouvelle loi hypo-élastique prenant en compte l\u27anisotropie induite et les rotations d\u27axes est développée. Les essais mettent en évidence le comportement visqueux du sable sec, par des périodes de fluage. Une modélisation basée sur un modèle rhéologique à trois éléments est proposée pour prendre en compte ces phénomènes visqueux

Comportement des murs en terre armée modélisation physique, analytique et numérique des renforcements extensibles

Les structures en Terre Armée sont renforcées soit par des armatures métalliques soit par des armatures synthétiques non corrodables. Actuellement, les mêmes lois sont le plus souvent utilisées pour la modélisation des armatures synthétiques qui présentent pourtant un comportement plus complexe en raison de leur extensibilité. Il semble nécessaire d\u27étudier le comportement de ces armatures dans le sol afin de déterminer de nouvelles lois d\u27ancrage plus adaptées. Ce travail de thèse concerne dans une première partie la modélisation physique tri-dimensionnelle du comportement des armatures de renforcement en ancrage. Des essais d\u27extraction ont été réalisés dans une chambre d\u27étalonnage en conditions contrôlées et instrumentées en laboratoire puis confirmés et valider par d\u27autres essais effectués dans un ouvrage réel. Dans une deuxième partie de cette thèse, trois méthodes analytiques sont mises en oeuvre pour la modélisation des essais d\u27extraction. La première méthode, reprend les lois d\u27ancrages classiques. La seconde et la troisième méthode présentent des lois d\u27ancrages issues de l\u27analyse des essais expérimentaux. Enfin dans la dernière partie de la thèse, les paramètres déduits à partir de l\u27étude expérimentale ont été implémentés dans le code de calcul numérique Flac 2D pour l\u27étude de la stabilité, la sécurité ainsi que l\u27influence de plusieurs paramètres sur le comportement des ouvrages en Terre Armée

Object classification in images and videos. Application to facial expressions

Dans cette thèse, nous avons abordé la problématique de la classification d\u27objets puis nous l\u27avons appliqué à la classification et la reconnaissance des expressions faciales. D\u27abord, nous nous sommes inspirés des processus de Dirichlet, comme des distributions dans l\u27espace des distributions, qui génèrent des composantes intermédiaires permettant d\u27améliorer la catégorisation d\u27objets. Ce modèle, utilisé notamment dans la classification sémantique de documents, se caractérise par le fait d\u27être non paramétrique, et d\u27être hiérarchique. Dans une première phase, l\u27ensemble des composantes intermédiaires de base sont extraites en utilisant l\u27apprentissage bayésien par MCMC puis une sélection itérative des classifiers faibles les plus distinctifs parmi toutes les composantes est opéré par Adaboost. Notre objectif est de cerner les distributions des composantes latentes aussi bien celles partagées par les différentes classes que celles associées à une catégorie particulière. Nous avons cherché dans cette seconde partie à appliquer notre approche de classification aux expressions faciales. Ce travail a consisté à trouver les méthodes adéquates pour décrire les aspects statiques et dynamiques au cours de l\u27expression faciale, et donc à concevoir de nouveaux descripteurs capables de représenter les caractéristiques des mouvements des muscles faciaux, et par là même, identifier la catégorie de l\u27expression

Influences mécaniques et métallurgiques de procédés haute température sur un alliage d\u27aluminium 6061-T6

Le travail de thèse présenté dans ce mémoire s\u27inscrit dans le cadre des actions de qualification anticipée du caisson du RJH (Réacteur Jules Horowitz). Le caisson est une enceinte sous pression fabriquée en alliage d\u27aluminium 6061-T6. Il s\u27agit d\u27un alliage à durcissement structural dont les propriétés mécaniques sont étroitement liées à l\u27état de précipitation dans le matériau. Des essais de traction ont permis de mesurer l\u27évolution des propriétés mécaniques du matériau ayant subi des chargements thermiques représentatifs d\u27une opération de soudage par faisceaux d\u27électrons (soudage FE). Des essais ont été menés à température ambiante et à chaud. Des observations métallurgiques par Diffusion de Neutrons au Petits Angles (DNPA) et par Microscopie Electronique en Transmission (MET) donnent par la suite la taille et la fraction volumique des précipités. Les résultats de ces campagnes d\u27essais permettent de comprendre l\u27évolution des propriétés mécaniques. Ces expérimentations ont ensuite été utilisées pour mettre en place un modèle métallurgique permettant de calculer les caractéristiques de l\u27état de précipitation. Ce modèle étant couplé à un modèle de durcissement structural, il calcule la limite d\u27élasticité du matériau pour divers chargements thermiques. Un modèle mécanique phénoménologique a également été développé afin de modéliser le comportement d\u27une structure soumise à un chargement thermique

Etude du comportement hydromécanique et de la durabilité des géomatériaux argileux renforcés par ajout de polymères

Les barrières de sécurité passives reconstituées, des installations de stockage de déchets, sont conçues à l\u27aide de géomatériau bentonitique, elles peuvent prendre la forme d\u27un géosynthétique bentonitique (GSB), ou d\u27un sol traité. Ce travail présente les études expérimentales relatives aux comportements hydromécaniques et chimiques à long terme des géomatériaux d\u27étanchéité renforcés par ajout de polymère. Les essais sont conduits sur deux polymères polyélectrolytes P1 et P2, un sol ainsi qu\u27une bentonite choisie parmi six. Les fluides d\u27essais sont : NaCl2, CaCl2 et du lixiviat synthétique (LS). Le début de l\u27étude concerne le choix de la bentonite (B) ainsi que la concentration en polymères donnant les meilleures performances de gonflement (2%). La compatibilité chimique, entre le mélange de bentonite/polymère et le LS est testée sur un GSB reconstitué, à l\u27aide d\u27un filtre presse modifié et d\u27un oedoperméamètre. Les résultats ont confirmé, l\u27effet immédiat de l\u27agressivité du fluide sur la bentonite seule. Ils montrent également l\u27effet floculant du polymère P1, matérialisé par le gonflement et l\u27effet dispersant du polymère P2, constaté par l\u27amélioration des performances hydrauliques des mélanges. L\u27étude de la durabilité hydraulique est réalisée avec des perméamètres à parois rigides sur un sol traité et renforcé. Les résultats montrent que la préhydratation retarde les effets négatifs du LS sans les atténuer. De plus, l\u27ajout de polymère permet à long terme d\u27améliorer la capacité de rétention en eau, mais également de rétenir les polluants dans le temps. Des indicateurs de durabilité chimique ont été proposés pour prévenir la dégradation des géomatériaux