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Université de Franche-Comté
/ 02-12-2003
Vieille Benoit
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Le développement industriel des Alliages à Mémoire de Forme est étroitement lié au processus de conception exigeant la mise au point d'outils numériques performants permettant la simulation de leurs comportements complexes. Le modèle phénoménologique tridimensionnel de la superélasticité des AMF ainsi développé dérive de la théorie des matériaux standards généralisés et des modèles classiques de la plasticité. Son extension au cas des transformations finies s'appuie sur les notions de configuration intermédiaire déformée et de vecteurs directeurs.L'intégration numérique des lois de comportement du modèle au moyen d'une méthode implicite a permis l'implantation dans le code éléments finis Castem 2000Ò.Enfin, l'intégration du modèle dans un contexte d'élément fini de coque spécifique, a été validée par comparaison avec des essais expérimentaux. Ceci permet d'envisager des calculs sur des structures très minces en transformations finies pour des trajets de chargement proportionnels.
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Université de Franche-Comté
/ 29-11-2005
Meyer Yann
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La miniaturisation constante de composants électroniques, essentiels aux cartes de commande, tels que les générateurs de fréquence, les gyro-vibrants voire certains accéléromètres, engendre la diminution de leur masse utile. Ces composants électroniques deviennent alors très sensibles aux sollicitations extérieures et perdent, de manière très importante, leur efficacité et la précision de leur mesure. Deux stratégies peuvent alors êtres mises en œuvre afin de résoudre ce problème : la stabilisation interne active du composant ou son isolation par rapport au support vibrant. Notre étude nous a conduit aux validations, théorique et expérimentale, de ces deux méthodes de contrôle sur des composants sensibles réels. De plus, nous étendons, via une méthode de pénalisation, le champ d’application d’un critère d’optimisation structural de stratégies IFF au cas de stratégies DVF. Par ailleurs, une structure d’isolation originale fondée sur une loi de contrôle utilisant une mesure mixte en accélération absolue et en déplacement relatif est développée.
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Université de Franche-Comté, UFC, UTBM
/ 21-11-2006
Wahdame Bouchra
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La Méthode des Plans d Expériences (MPE) est un moyen efficace pour caractériser, analyser et améliorer un système Pile à Combustible (PàC). Après un bref aperçu de son fonctionnement et de ses contraintes, l auteur communique des éléments essentiels de la MPE. Celle-ci est ensuite appliquée à différents cas. Une première étude destinée à étudier l influence des débits et des pressions de gaz sur la puissance maximale d une pile PEM est d abord réalisée. L impact majeur du débit d air est mis en évidence à la fois par des plans complet et fractionnaire. Les plans et outils logiciels développés sont alors utilisés pour analyser des essais collectés sur une pile 5kW. Ils permettent d exprimer clairement et quantitativement les incidences sur les performances de la PàC des paramètres courant, température, pression et surstoechiométries des réactifs. Des interactions entre facteurs sont aussi décelées. Une modélisation statistique de la tension en fonction des paramètres étudiés est mise en oeuvre ultérieurement pour optimiser les conditions opératoires. La Méthode des Surfaces de Réponse est ensuite utilisée pour analyser un essai d endurance réalisé sur 1000 heures. L intérêt d adopter des surstoechiométries variables au cours du temps pour aboutir à des tensions de cellules élevées et présentant une faible dispersion est démontré. L auteur indique finalement comment la MPE peut contribuer à une meilleure compréhension de la physique des PàC. Trois domaines sont considérés : les pertes de charge dans les plaques bipolaires, l impact de l humidification sur la résistance interne du stack et le vieillissement à une température de fonctionnement haute.
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Université de Franche-Comté, UFC, UTBM
/ 24-11-2006
Deng Sihao
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Cette étude s'inscrit dans le cadre de l'amélioration et de la maîtrise de l'utilisation d'un robot appliquée à la projection thermique sur des formes de géométrie complexe. Différentes voies ont été étudiées pour mener à bien ce projet. Sur la base d'une structure logicielle dénommée (RobotStudio ), une trousse à outil dédiée à la projection thermique dite Thermal Spray Toolkit a été développée. Cette trousse à outil comporte trois modules ( PathKit , MonitorKit , ProfileKit ) qui fournissent respectivement les créations de la trajectoire robot, le contrôle du robot en ligne et l'analyse du profil du dépôt dans un environnement de projection thermique. Dans un premier temps, les principes de l'extension logicielle pour RobotStudio ont été étudiés et la structure globale du programme d'extension a été établie. Puis, des méthodes et protocoles de communication ont été analysés et testés pour la connexion avec le robot. Plusieurs expérimentations ont été effectuées pour tester les fonctionnalités et la stabilité du logiciel développé. Les résultats présentés montrent que ce développement est bien adapté à la génération et l'optimisation de trajectoires robot hors-ligne pour la projection thermique.
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Université de Franche-Comté, Université de Technologie de Belfort – Montbéliard (UTBM)
/ 05-12-2006
Sid Belkacem
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L'intérêt que suscite l'optimisation topologique s'explique par sa capacité à offrir des solutions innovantes permettant un gain notable de performance. Pendant la dernière décennie, des efforts considérables en recherche fondamentale ont été consacrés au développement de nouvelles méthodes, fiables et efficaces, pour l'optimisation topologique des stuctures. Cette thèse apporte une contribution dans ce domaine en proposant l'utilisation des algorithmes génétiques. Deux méthodes ont été développées. La première propose une approche par algorithme génétique basée sur une représentation graphique par courbes de Bézier. Le principe consiste à construire la structure en utilisant d'abord un squelette que l'on complète ensuite avec la chair. Le squelette est composé par l'ensemble des courbes cubiques de Bézier reliant les surfaces d'application des conditions aux limites entre elles. La chair sous forme de couches d'épaisseurs variables complète le squelette pour donner la forme finale de la structure. Avec cette technique, les éléments de la structure sont tous reliés entre eux. Il n'y a donc pas de matière déconnectée ni de problème de damier. La deuxième méthode propose une approche, toujours par algorithmes génétiques mais basée cette fois ci sur une représentation par adjacence. Le principe de base ce cette représentation est fondée sur le concept de connectivité des éléments finis, considérés comme cellules. Ce principe s'exprime par une matrice d'adjacence similaire à celle utilisée en théorie des graphes. Le codage des structures solutions utilise cette matrice en transformant cette dernière en une chaîne binaire unidimensionnelle. Les deux méthodes proposées ont fait l'objet d'une implantation informatique dans l'environnement de programmation Matlab. Elles ont été validées par des applications numériques sur des benchmarks simples en élasticité linéaire bidimensionnelle.
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Université de Franche-Comté, UFC, UTBM
/ 15-12-2006
Kuate Gilbert
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La capitalisation de la conception devient un enjeu pour le travail collaboratif dès lors que celui-ci comporte des épisodes individuels. Elle passe par la conservation des traces des raisonnements et intentions de conception. A cet effet, le concepteur individuel a besoin d être assisté par un système que nous avons appelé système d intentions de conception. L idéal d un tel système a été subdivisé en modules et décrit. Nous nous sommes intéressés particulièrement aux systèmes CAO, que nous voulions comparer à ce système idéal. Pour y arriver, nous avons entrepris d analyser une séquence de conception à l aide d outils CAO. Nous avons adopté la méthode du protocol analysis dans laquelle le concepteur verbalise ses pensées au cours, ou après son travail (Concurrent Think Aloud ou CTA, Retrospective Think Aloud ou RTA). Quatre expériences de conception ont été ainsi réalisées avec la participation de quatre concepteurs différents. L analyse du CTA nous a permis de mieux comprendre la conception à l aide d outil CAO et de proposer un modèle d activités. Ce modèle comporte six éléments : observation, formalisation des intentions de conception, raisonnement de conception, formalisation des intentions de représentation, raisonnement pour la représentation et action. Les liens entre les éléments sont présents dans le modèle. Une comparaison entre le CTA et le RTA a été ensuite effectuée. Cette comparaison a permis de détecter quelques insuffisances de l outil CAO, utilisé pour la représentation des intentions de conception. Pour contribuer à pallier à ces insuffisances, nous avons proposé un cadre, qui permet d attacher les intentions de conception au modèle CAO du produit.
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Université de Franche-Comté, Shangaï Jiaotong University
/ 02-04-2007
Song Jiupeng
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Le travail expérimental porte sur le moulage par injection de poudres métalliques et céramiques. Le retrait macroscopique et l’évolution microstructurale des composants densifiés sous différentes conditions ont été investigués. Un modèle de densification phénoménologique basé sur la mécanique continue est choisi dans cette étude. Une loi constitutive élasto-viscoplastique thermique est employée, l’expression des modules de viscosité de cisaillement et de compressibilité est issue d’une analogie élastique-visqueuse et des modèles de fluage. Pour obtenir des résultats prédictifs et fiables, les paramètres entrants dans le modèle ont été identifiés. L’identification est réalisée sur les trois domaines intervenant dans la modélisation de l’étape de densification. Après identification, les courbes de retrait obtenues par des essais de dilatométrie sont comparées numériquement. L’identification des paramètres du modèle de densification pour prendre en compte les courbes de retrait et la vitesse de retrait obtenues par des essais de dilatométrie. Les résultats de l’identification pour les termes de compressibilité et de contrainte de cisaillement sont en adéquation avec les valeurs fournies par la littérature. Les simulations numériques basées sur le modèle de densification avec les paramètres identifiés ont été réalisées par la méthode des éléments finis. La répartition non homogène de la fraction volumique de poudres issue des étapes précédentes a été prise en compte dans les simulations. Cette répartition de la fraction volumique de poudres a été obtenue par simulation numérique à l’aide d’un logiciel de remplissage de moule basé sur une modélisation bi-phasique avec une méthode de résolution à pas fractionnée. Les simulations sont réalisées sur plusieurs composants. Les résultats obtenus montrent l’influence de la gravité, du frottement et de la répartition hétérogène de la poudre sur le retrait et les distorsions finales des composants densifiés.
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Université de Franche-Comté
/ 03-04-2007
Billamboz Nicolas
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Cette étude concerne la validation et la recherche des limites du stockage d'eau tritiée (HTO) en bonbonne polyéthylène (PE). Le radical hydroxyle (HO'), produit de radiolyse de l'eau, est connu pour sa réactivité avec les alcanes dans l'eau. Nos expériences de compétition (avec S~ ou la coumarine) en radiolyse pulsée, montrent la réactivité de HO' avec le PE, qui se traduit par des modifications chimiques du PE. Des analyses IRTF du PE irradié en présence d'eau, montrent que les quantités de fonctions C=C, C-O et aussi C=O sont plus importantes lorsque la production de HO' favorisée. Par ailleurs, nous avons mis en évidence une réactivité importante de e-aq en présence de PE par spectroscopie résolue en temps. L'étude de perméabilité du système HTO /. PE montre que, dans une eau à 1853 Ci.L -1 et sur un an, l'activité dans le PE est 104 fois inférieure à celle de l'eau de part et d'autre. La simulation MCNP de cette irradiation par les b- du tritium indique une dose de 200 kGy déposée dans les 250 premiers nanomètres du matériau. Ces travaux démontrent une très faible solubilité, malgré une diffusion précoce dont la valeur s'affaiblit à la suite des modifications induites en surface par les b-. La réticulation est un paramètre qui agit directement sur la diffusion des espèces au travers du polymère. Nous avons adapté, puis utilisé, la technique de thermoporométrie pour l'évaluer dans le PE. Cette investigation nous a permis de caractériser la réticulation en fonction de la dose, en termes de distribution de tailles de maille. Nous avons également établi une relation permettant de déterminer par DSC la densité de réticulation dans le PE gonflé par du p-xylène
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Université de Franche-Comté, Université de Pitesti (Roumanie)
/ 29-05-2007
Anghel Daniel-Constantin
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Les itérations sont l une des caractéristiques importantes qui influencent les performances du processus de conception. Leur analyse est un facteur clé pour la compression des délais et des coûts. Il est donc essentiel de développer des méthodes d observation, de modélisation et de traitement pour mettre en évidence ces itérations et leur impact, puis en réduire les conséquences. Le travail présenté dans cette thèse s inscrit dans ce contexte. Dans un premier temps, la notion d itération est définie puis une classification des itérations est proposée. Cette étape est basée sur une étude bibliographique portant sur la modélisation du processus de conception, notamment dans un contexte d ingénierie simultanée, et sur la modélisation des flux d informations en conception. Cette classification va permettre un meilleur choix des méthodes de traitement des itérations afin de les éliminer ou les réduire. La deuxième étape, basée sur des expériences de conception, a pour objectif de valider et d enrichir la classification proposée. Cette étape permet également d aborder l analyse quantitative des itérations. Dans la troisième partie, nous proposons des indicateurs d évaluation des performances du processus de conception basés sur l étude des itérations. On y présente : (1) les indicateurs de processus, développés à partir de l analyse des objets intermédiaires de conception et des interactions entre les concepteurs ; (2) les indicateurs de résultat, développés à partir de l analyse quantitative des itérations.Dans les différentes étapes de ce travail, des stratégies de réduction des itérations et/ou de leurs impacts sur le processus de conception, sont proposées.
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Université de Franche-Comté
/ 05-07-2007
Harmel Ghassen
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Lorsqu’une entreprise prend la décision stratégique de lancer une nouvelle famille de produits ou de concevoir un produit existant, l’architecte système a pour mission de concevoir ou faire évoluer, en même temps, l’organisation du projet pour la rendre plus performante. Dans ce mémoire, notre objectif est de développer des modèles et méthodes permettant d’aider les architectes système dans cette double activité. Dans le cadre de l’Ingénierie Système, notre méthode se base sur la définition de nos propres concepts d’architecture et de conception modulaire pour les étendre à la définition de l’architecture de l’organisation du projet. Nous proposons ensuite, en cohérence avec notre positionnement, un algorithme de clustering utilisant l’outil DSM comme méthode de représentation, cet algorithme a pour fonction de révéler l’architecture d’un domaine en partant de sa représentation matricielle (DSM). L’application de notre méthode de développement des architectures est liée aux quatre situations de conceptions identifiées. Pour chacune de ces situations, nous proposons une méthode de conception des architectures, faisant appel à un traitement flou et/ou à des opérations matricielles. Chacune de ces situations est ensuite illustrée par une application à la conception d’un moteur thermique de l’industrie automobile. La démarche présentée dans ce chapitre est une vision statique de la conception des architectures. Face à cette vision statique, nous montrons la nécessité de faire « co-évaluer » les architectures couplées. Nous proposons alors l’exploration des incertitudes comme méthode pour suivre l’évolution des systèmes (perturbations) étudiés. Nous développons une méthode basée sur un traitement flou pour faire co-évaluer les architectures perturbées et pour les rendre cohérentes.
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