21 Communications pour le thème
S14 : Couplages Multiphysiques

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n° 270 Modélisation de la thermo-oxydation des composites Carbone-Epoxy - Etude de l'initiation de l'endommagement

Jean-Claude Grandidier Loïc Olivier Marco Gigliotti Marie-Christine Lafarie Dinh Quy Vu
LMPM-ENSMA
L’objet de la communication est la modélisation de la thermo-oxydation des matériaux composites sous hautes températures 120°C. La dégradation mécanique observée est la conséquence d’un processus de diffusion à partir des bords libres et d’un processus de réaction chimique, phénomènes multiphysiques générateurs de couplages avec la mécanique. Un modèle de diffusion-chimie-mécanique couplé a été élaboré et des simulations numériques ont permis de comprendre l’initiation de l’endommagement.
Date et horaire non programmés pour l'instant

n° 272 Etats de contrainte dans l'assemblage d'une pile à hydrogène - de l'assemblage au régime permanent

Jean-Claude Grandidier Serguei Martemianov Mikaël Gueguen Danïil Bograchev Mohamed Hamour
LMPM-ENSMA
Dans cette communication, une étude numérique des états de contraintes d’une pile à Hydrogène avec membrane de Nafion a été menée. La phase de d’assemblage, la mise en fonctionnement de la pile et le régime transitoire ont été appréhendés en prenant en compte l’évolution de la température générée par la chimie et l’effet Joule, et la présence d’eau qui diffuse dans la membrane pour en assurer son bon fonctionnement.
Date et horaire non programmés pour l'instant

n° 366 Sur le couplage thermo-électro-mécanique de matériaux composites pour applications aéronautiques

Marco Gigliotti Damien Marchand Marie Christine Lafarie-Frenot Jean-Claude Grandidier
Laboratoire Mécanique et Physique des Matériaux LMPM/ENSMA
Dans cet article les effets thermiques/mécaniques induits par le passage de courants continus et alternés dans des matériaux composites de type carbone-époxy sont étudiés. Les champs de température sont mesurés par thermographie infrarouge et les essais sont simulés numériquement grâce à un modèle thermo-électro-mécanique couplé.
Date et horaire non programmés pour l'instant

n° 1434 Conférence d'ouverture : Micro-génération d'énergie piézoélectrique à partir des vibrations ambiantes

Adrien BADEL Fabien FORMOSA Stéphane MARTEAU
Lab. SYstèmes et Matériaux pour la MEcatronique (SYMME)
La récupération d’énergie vise à réaliser des micro-générateurs électriques de taille centimétrique permettant d’alimenter des systèmes électroniques en absorbant l’énergie « ambiante » présente dans le milieu environnant. Une application prometteuse est l’alimentation de capteurs autonomes communicants. A l’heure actuelle, ces capteurs sont alimentés par des piles qui imposent une maintenance régulière et posent des questions environnementales (recyclage notamment). S’il est possible de substituer ces piles par des micro-générateurs, alors l’utilisation de ce type de capteur se généralisera, et permettrait de développer des systèmes mécatroniques plus performants...
communication programmée pour lundi après midi 16H40 salle R

n° 207 Modélisation multi-physique couplée d'un procédé de traitement thermique par induction

David Cardinaux François Bay Yvan Chastel Julien Féraille
Ecole des Mines de Paris - CEMEF
L’étude s’applique à la trempe après chauffage par induction localisé d’une tôle emboutie. Le procédé génère des distorsions dans la structure qui sont à maîtriser. Un outil de calcul numérique tenant compte des couplages multi-physiques entre électromagnétisme, thermique, mécanique et métallurgie est alors nécessaire. La création d’un tel outil utilisant la méthode des éléments finis est le but de ce travail.
communication programmée pour lundi après midi 17H20 salle R

n° 1426 Conférence d'ouverture : Utilisation de forts courants impulsionnels pour l'étude du comportement des matériaux

Jacques Petit Pierre-Yves Chanal
Centre d'études de Gramat
Divers moyens expérimentaux utilisant de forts courants impulsionnels (I de 3 à 5 MA) à haute fréquence (f de 50 à 500 kHz) ont été développés ces dernières années au Centre d'Etudes de Gramat. Ils permettent d'explorer des domaines de sollicitations inaccessibles aux moyens d'essais conventionnels. En configuration plane une pression de 90 GPa peut être atteinte en régime de déformation uniaxiale sans onde de choc. En configuration cylindrique des déformations de 1,5 et des vitesses de déformation de 100000 1/s peuvent être atteintes dans le cas de matériaux ductiles.
communication programmée pour mardi matin 9H30 salle R

n° 736 Identification inverse d’états mécaniques par méthode magnétique

Said Lazreg Olivier Hubert
LMT Cachan
Le contrôle non destructif des matériaux basé sur l’exploitation du couplage magnéto-mécanique reste très qualitatif. L’objectif est de développer une méthode d’identification inverse quantitative : déterminer l’état thermo-metallurgico-mécanique d’un matériau à partir de quelques mesures magnétiques. La méthode est basée sur une modélisation multidomaines de la microstructure magnétique. L’exemple d’un chargement mécanique uniaxial élastique illustrera une identification directe puis inverse.
communication programmée pour mardi matin 10H10 salle R

n° 1084 Modélisation hystérétique du comportement magnéto-mécanique monocristallin

Karl-Joseph Rizzo Laurent Daniel Olivier Hubert
LMT cachan
Nous présentons un modèle de dissipation magnétique multi-échelle pour les matériaux magnétiques soumis à des chargements mécaniques multiaxiaux. Le modèle proposé est écrit à l’échelle du grain et fait intervenir la variation instantanée de la configuration en domaines magnétiques. L’identification des paramètres est réalisée à partir d’essais magnéto-mécaniques sur monocristaux de fer-silicium prélevés selon différentes orientations cristallographiques et soumis à une contrainte de traction.
communication programmée pour mardi matin 10H50 salle R

n° 451 Influence de la présence de la structure sur l'échange sol-atmosphère

Ahmad Alqadad Isam Shahrour M. Rouainia
Laboratoire de Mécanique de Lille
L’échange sol atmosphère est à l’origine de nombreux désordres dans les structures. Cet échange fait intervenir de nombreux facteurs, notamment les caractéristiques des sols et les conditions atmosphériques. La présence de la structure modifie la variation des profils hydriques du sol . Les dégâts de structures dépendent du profil des mouvements des sols. Dans le présent de travail nous étudierons, numériquement, l’influence de la présence de la structure sur le couplage sol-atmosphère.
communication programmée pour mardi matin 11H10 salle R

n° 231 Simulation numérique du coup de bélier sur un réservoir rempli par une balle OTAN

Pascal Thevenet
EADS France - Innovation Works
Le problème de couplage fluide-structure est celui d'un impact balistique par une balle de calibre OTAN 7.62 mm sur un réservoir rempli. La simulation reproduit l'érosion de la balle au moment de la perforation de la paroi, sa dislocation pendant la traversée du fluide, le front de pression et les zones de cavitation dans le fluide. Les résultats numériques sont comparés à l'expérimentation.
communication programmée pour mardi matin 11H30 salle R

n° 576 Etude thermomécanique du contact aube-carter d'un turboréacteur et conséquences sur son excitation dynamique

Antoine Millecamps Jean-François Brunel Philippe Dufrénoy François Garcin Marco Nucci
Laboratoire de Mécanique de Lille
Des ruptures d'aubes de turboréacteurs peuvent être constatées sans que le comportement dynamique suffise à les expliquer. L'analyse d'essais révèle des élévations de température sensibles avant la défaillance. Nous proposons d'introduire le comportement thermomécanique de l'ensemble aube/carter et l'étude des variations des conditions de contact. Cette dimension, ajoutée à la dynamique du système, permet de franchir un cap dans l'identification des phénomènes pouvant mener à la ruine de l'aube.
communication programmée pour mardi matin 11H50 salle R

n° 1441 Conférence d'ouverture : Modélisation multi-physique du procédé de préparation de composites carbone/carbone par infiltration chimique sous gradient thermique

Gérard Vignoles David Leutard Frédéric Pailler Jean-Rodolphe Puiggali Jean-François Lines
Laboratoire de mathématiques appliquées de Bordeaux
Les composites Carbone/Carbone sont particulièrement performants dans les dispositifs de freinage à haute énergie (formule I, aviation civile). Pour les fabriquer, un procédé particulier peut être mis en œuvre, l’« infiltration chimique par phase vapeur sous gradient thermique» (TG-CVI en anglais). Un ensemble de fibres de carbone, appelé préforme, est plongé dans un gaz contenant des hydrocarbures; leur réaction chimique à haute température avec les parois du milieu fibreux mène à un dépôt de carbone (pyrocarbone) constituant la matrice du composite. L’intérêt du gradient thermique est de limiter les effets de bouchage prématuré des pores, et de mener à une pièce de densité maximale...
communication programmée pour mardi après midi 13H40 salle R

n° 122 Simulation des contraintes résiduelles dans les structures composites : déformée après cuisson et usinage.

Olga Klinkova Sylvain Drapier Jean-Michel Bergheau
École Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne
Une étude expérimentale sur la cuisson d'un matériau composite stratifié orthotrope (T300 fibre de carbone / 914 époxyde, pré-imprégnée unidirectionnelle) est présentée. Il s'agit de démontrer la variation d'épaisseur d'une pièce en L équilibrée, qui a subi un cycle de cuisson. Les variations d'épaisseur du L composite sont représentées en différents points, mesurées sur toute la longueur de la pièce, à intervalles réguliers.
communication programmée pour mardi après midi 14H20 salle R

n° 198 Modélisation multiphysique pour la prédiction de la durée de vie d’un composite à matrice céramique autocicatrisante

Emmanuel Baranger Christophe Cluzel Laurent Baroumes
LMT-Cachan
Un macro-modèle est utilisé pour simuler le comportement et pour prédire la durée de vie d’un matériau composite à matrice céramique autocicatrisante. Il couple mécanique et physico-chimie afin de décrire les processus de fissuration, cicatrisation et dégradation des fibres en ambiance oxydante. Ce modèle construit à partir de micro-modélisations est en partie identifié par des essais sur constituants de base. Une illustration de ses capacités prédictives est donnée pour des hautes températures.
communication programmée pour mardi après midi 14H40 salle R

n° 237 Modélisation numérique du couplage thermo-chimique sur une structure de réacteur continu intensifié en carbure de silicium

Benjamin Boniface Olivier Dalverny Serge Caperaa Marc Ferrato Sébastien Elgue
ENIT
Le travail présenté apporte une solution au calcul d'un couplage thermo-chimique au sein d'un échangeur réacteur intensifié en carbure de silicium. Le code développé permet de donner des informations sur l'évolution des propriétés du fluide chimie le long du canal, mais aussi une cartographie de la température de la structure du réacteur. Ces résultats permettront de réaliser une étude de fiabilité thermo-mécanique sur la structure complète.
communication programmée pour mardi après midi 15H00 salle R

n° 1442 Conférence d'ouverture : Aspects théoriques et expérimentaux des couplages entre l’endommagement, la fissuration et la perméabilité des matériaux quasi-fragiles

Gilles PIJAUDIER-CABOT Wen CHEN Olivier MAUREL Thierry REESS Christian LA BORDERIE
Laboratoire des Fluides Complexes
Les effets de la micro et de la macrofissuration des matériaux hétérogènes quasi-fragiles sur les propriétés de transfert du matériau sont discutés. Nous nous concentrons principalement sur les évolutions de la perméabilité intrinsèque du milieu poreux en cours de dégradation. Plusieurs résultats théoriques montrent que pour un état de micro-fissuration diffuse, la perméabilité intrinsèque du béton (déchargé) dépend de l’endommagement. Une loi d’évolution de la perméabilité en fonction de l’endommagement a été obtenue expérimentalement (Choinska et al. 2007, Picandet et al. 2001). Dans le cas d’une macro-fissuration localisée, il parait logique d’employer plutôt un modèle d’écoulement de Poiseuille. Nous présentons dans un premier temps une forme de loi d’évolution de l’endommagement avec la perméabilité permettant de raccorder ces deux modèles et donc de disposer d’une loi de couplage couvrant tous les régimes d’endommagement.
communication programmée pour mardi après midi 15H40 salle R

n° 137 Analyse micromécanique des propriétés poro-élastiques d’un matériau à matrice cimentaire après chauffage

Xiao-Ting Chen Catherine Davy Frederic Skoczylas Jian-Fu Shao Thierry Dubois
Ecole Centrale de Lille et LML UMR 8107
Le comportement poro-élastique d’un mortier modèle (E/C=0,5) est évalué suite à un cycle de chauffage/refroidissement jusqu’à une température T (<400°C). Un modèle micromécanique basé sur le schéma dilué relie le module de compressibilité (1/Kb) à la densité de fissures et à leur rapport d'aspect. La distribution de ce rapport d’aspect évolue notablement avec la température T. La variation de Kb avec la pression de confinement Pc est comparée avec les données expérimentales.
communication programmée pour mardi après midi 16H20 salle R

n° 199 Evolution de la perméabilité du béton de centrale nucléaire en cas d'accident grave : influence du chargement mécanique, de la température et du fluide percolant

Corentin Aubernon Ahmed Loukili Abdelhafid Khelidj
GeM institut de génie civil et de mécanique
Dans le cadre de la sûreté nucléaire des Réacteurs à Eau Pressurisée, l’enceinte de confinement en béton doit assurer une fonction d’étanchéité durant un accident grave. Lors de ce type de cataclysme, le béton est soumis à un chargement mécanique (pression de 5 bars dans l’enceinte), hydrique (vapeur d’eau du circuit primaire) et thermique (150°C). Notre étude consiste en l’élaboration d’un banc expérimental permettant de soumettre des éprouvettes de béton à ces couplages.
communication programmée pour mardi après midi 16H40 salle R

n° 220 Modélisation couplée chimie-mécanique de la réaction alcali-silice dans le béton

Raphaëlle Naar François Bay Pierre-olivier Bouchard Eric Garcia-Diaz
Centre de Mise en Forme des Matériaux (CEMEF/ENSMP)
Le béton est un matériau complexe fabriqué à partir de granulats agglomérés par un liant. La réaction alcali-silice (RAS) joue un rôle majeur dans la dégradation de différents ouvrages en béton. L’outil numérique FEMCAM (Finite Element Model for Concrete Analysis Method), basé sur les éléments tétraédriques P1+/P1, a été développé dans le but de modéliser les mécanismes chimiques de la RAS mais aussi ses effets mécaniques sur le matériau grâce à un modèle tridimensionnel couplé chimie mécanique.
communication programmée pour mardi après midi 17H00 salle R

n° 731 Modélisation 2D de l'essai d'érosion de tube (HET)

Benaissa Kissi Larbi EL Bakkali Miguel Angel Prron Vera Philippe Dubujet Abdellatif Khamlichi
Ecole polytechnique supérieure d'Algeciras
L'essai d'érosion de tube (Hole Erosion Test) est modélisé en utilisant le logiciel Comsol comme étant un problème couplé 2D axisymétrique. L’écoulement fluide dans le tube et dans l’échantillon de sol est supposé être gouverné par les équations de Brinkman. Le sol considéré non drainé est supposé obéir aux équations d’élasticité linéaire en déformations axisymétriques. Une équation explicite qui exprime la loi d’érosion est écrite sur la paroi interne du tube séparant le fluide de l’échantillon de sol.
communication programmée pour mardi après midi 17H20 salle R

n° 770 Utilisation du critère de stabilité de Hill en milieu non saturé pour la modélisation des glissements de terrain de la région de Constantine

Brahim Lafifi Félix Darve Salah Nouaouria Mohamed Guenfoud
Laboratoire LGCH, Université de Guelma
Les risques naturels restent, en grande partie, inexpliqués dans le cadre des méthodes classiques. De nouvelles approches sont nécessaires pour rendre compte de ce problème. Ce présent travail est basé sur le critère de Hill, en utilisant le logiciel de calcul par éléments finis Plaxis. L’application de cette approche a porté sur la modélisation hydromécanique couplée en milieux non saturés, d’un massif de terrain glissant du site Ciloc à Constantine en Algérie.
communication programmée pour mardi après midi 17H40 salle R