La résistance des matériaux en pédagogie active

L'université Aix-Marseille AMU investit depuis 2012 au sein de sa cellule d'innovation pédagogique dans le développement de nouveaux dispositifs d'apprentissage. Le cursus Master Ingénierie est une nouvelle formation d'ingénieurs universitaires qui participe de cet esprit d'innovation. Cette formation forme des ingénieurs sur un cycle de cinq ans basé sur le modèle international du “master of engineering”. Dans ce double contexte, notre équipe pédagogique a suivi des formations proposées par l'école polytechnique de Louvain, nos collègues belges ont mis en place les apprentissages par problèmes (APP) lors de leur réforme en 2000. L'APP fait partie des pédagogies actives qui ont pour but de développer l'autonomie et la motivation des étudiants en donnant du sens à leur apprentissage. La méthode permet au travers d'un groupe d'apprentissage d'approfondir leurs compétences et d'acquérir des savoirs-êtres. Le premier module choisi pour mettre en place les APP est un module de master première année intitulé « Dimensionnement de mécanismes » (résistance des matériaux appliquée aux systèmes). Les pièces étudiées sont élancées (de type poutre), peuvent présenter des accidents de géométrie et sont soumises à des chargements mécaniques monotones, cyclés (fatigue) ou thermiques (thermo-élasticité). A la fin du module, les étudiants doivent maîtriser les outils de base pour le dimensionnement de pièces mécaniques et savoir modéliser un problème réel (conditions limites). Le dispositif complet se fixe comme but au travers de cinq problèmes et un projet d'atteindre l'ensemble des objectifs pédagogiques du module. Les problèmes sont conçus sur des situations concrètes, ludiques et proches des étudiants. Les évaluations sont soit formatives soit certificatives, des auto-évaluations sont fournies à chaque problème: cet ensemble permet aux étudiants de se situer en permanence par rapport aux objectifs d'apprentissage. Un exemple de problème est décrit dans l'article. Pour conclure, un retour des étudiants et une évaluation du dispositif sont présentés

Towards IASI-New Generation (IASI-NG): impact of improved spectral resolution and radiometric noise on the retrieval of thermodynamic, chemistry and climate variables

Besides their strong contribution to weather forecast improvement through data assimilation, thermal infrared sounders onboard polar-orbiting platforms are now playing a key role for monitoring atmospheric composition changes. The Infrared Atmospheric Sounding Interferometer (IASI) instrument developed by the French space agency (CNES) and launched by Eumetsat onboard the Metop satellite series is providing essential inputs for weather forecasting and pollution/climate monitoring owing to its smart combination of large horizontal swath, good spectral resolution and high radiometric performance. EUMETSAT is currently preparing the next polar-orbiting program (EPS-SG) with the Metop-SG satellite series that should be launched around 2020. In this framework, CNES is studying the concept of a new instrument, the IASI-New Generation (IASI-NG), characterized by an improvement of both spectral and radiometric characteristics as compared to IASI, with three objectives: (i) continuity of the IASI/Metop series; (ii) improvement of vertical resolution; (iii) improvement of the accuracy and detection threshold for atmospheric and surface components. In this paper, we show that an improvement of spectral resolution and radiometric noise fulfill these objectives by leading to (i) a better vertical coverage in the lower part of the troposphere, thanks to the increase in spectral resolution; (ii) an increase in the accuracy of the retrieval of several thermodynamic, climate and chemistry variables, thanks to the improved signal-to-noise ratio as well as less interferences between the signatures of the absorbing species in the measured radiances. The detection limit of several atmospheric species is also improved. We conclude that IASI-NG has the potential for strongly benefiting the numerical weather prediction, chemistry and climate communities now connected through the European GMES/Copernicus initiative

Etude du comportement de composites stratifiés sous chargement statique et de fatigue

JURY:LAFARIE-FRENOT Marie-Christine ENSMA Poitiers (rapporteur)RENARD Jacques ENSMP Paris (rapporteur)BANSEMIR Horst Eurocopter Munich (examinateur)DESOYER Thierry LMA Marseille (examinateur)HOCHARD Christian LMA Marseille (examinateur)LADEVEZE Pierre LMT Cachan (examinateur)This study deals with the behaviour of carbon/epoxy unidirectional laminated composites under static and fatigue loading. The model presented is unified: the same formalism is used for static and fatigue loading. It use damage mechanics, it is written at the ply scale under plane stresses assumption and it is stopped at the first ply failure. This work is placed in the framework of diffuse damage, the assumption of no macro-cracks (even delamination) is done. The industrial application field concerns structure like tubes and high safety context. The experiments held on concerns two testing processes: the traditional traction fatigue testing and a four points bending test on sandwich beams that has developed during this study and that allows to generate compression on one skin of the sample without instability. This testing machine under static loading has shown that kinematical hardening is the more convenient law to describe shear anelastic strains. The first results obtained for fatigue concern mainly the shear behaviour: , a damage evolution law has been built and identified, it depends on the maximum and the amplitude of loading, a fatigue threshold has been observed. The outlets of the study relates to the application on the one hand to the tubes and on the other hand with the woven material for which the assumption of diffuse damage is adapted even.L'étude réalisée concerne le comportement endommageable de composites stratifiés carbone/epoxy composés de plis unidirectionnels sous chargements statique et de fatigue. Le modèle présenté s'inscrit dans le cadre de la mécanique de l'endommagement; il est orthotrope et est écrit à l'échelle du pli, sous l'hypothèse contraintes planes; il est unifié pour chargement statique et de fatigue et il est simplifié grâce à un critère d'arrêt à la première rupture de pli. On suppose l'état d'endommagement diffus et donc l'absence de macro-fissures: notamment de délaminages. Cette approche s'adapte aux structures type tube et aux contextes industriels de sécurité. Pour identifier ce modèle, diverses expériences ont été réalisées sur machine de traction conventionnelle et aussi sur une plate-forme de flexion 4 points sur sandwich développée pour l'étude. Cette dernière qui permet de générer de la compression sur une des peaux du sandwich sans instabilité, a permis de montrer grâce à des essais de cisaillement alterné le caractère cinématique de la loi d'écrouissage pour le cisaillement. Pour la fatigue, la seule sollicitation principalement étudiée est celle de cisaillement; la loi d'évolution de l'endommagement proposée dépend du niveau maximal et de l'amplitude de chargement. Un faible nombre d'essai a permis une première identification et une limite d'endurance a été observée. Les débouchés de l'étude concernent l'application d'une part aux tubes et d'autre part au matériau tissé pour lequel l'hypothèse d'endommagement diffus est encore mieux adaptée

Etude du comportement de composites stratifiés sous chargement statique et de fatigue

AIX-MARSEILLE1-Inst.Médit.tech (130552107) / SudocAIX-MARSEILLE2-BU Sci.Luminy (130552106) / SudocCACHAN-IUT (940162201) / SudocSudocFranceF

Damage modelling of carbon/epoxy laminated composites under static and fatigue loads

International audienc

A progressive first ply failure model for woven ply CFRP laminates under static and fatigue loads

A non-linear cumulative damage model for woven ply laminates under static and fatigue loads is developed in this paper. The validity scope of this model depends on the ‘diffuse damage’ phase up to the first intra-laminar macro-crack only (first ply failure model). The model, which is based on a continuum damage approach (CDM) and a non-local fibre rupture criteria, was implemented in a FEM code. Finally, full field strain measurements are used to compare experiments and computations for a plate with an open hole submitted to a fatigue tensile load

Conception et dimensionnement de structures composite carbone/époxy

International audienceno abstrac