n° 1405 Conférence d'ouverture : Modélisation physique, mécanique et simulation numérique des procédés de microfabrication

Jean-Claude Gelin
FEMTO-ST, Département Mécanique Appliquée, UMR 6174, CNRS
Les procédés de microfabrication offrent de remarquables champs d’investigations scientifiques, et nécessitent pour les représenter, modéliser et simuler, l’emploi d’approches associant la physico-chimie des matériaux métalliques ou polymères, aux échelles nano et micrométriques, combinées aux méthodes de transition d’échelles, et naturellement les lois de conservation classiquement employées en mécanique. De plus les procédés de microfabrication donnent souvent lieu à des couplages physiques.
communication programmée pour lundi après midi 14H40 salle T

n° 389 Filage et caractérisation de nanofilaments par voie élètrostatique

Nabyl Khenoussi Amir Hekmati Emilie Drean Laurence Schacher Dominique Adolphe
Laboratoire de Physique et Mécanique Textiles
Le procédé de filage électrostatique est une technique de fabrication de nanofibres applicable à de nombreux polymères. Le principe consiste à dissoudre un polymère dans un solvant et à introduire cette solution dans un champ électrique intense. Un paramètre important de la solution est la viscosité, il est intéressant d’en étudier le comportement rhéologique et d’établir des relations avec les paramètres du procédé de filage et les propriétés mécaniques des matériaux obtenus.
communication programmée pour lundi après midi 15H40 salle T

n° 849 Simulation numérique de la mise en forme de microstructures par procédé roll to roll hot embossing

Mohamed Sahli Chantal Khan Malek Jean-Claude Gelin
Institut FEMTO-ST, CNRS UMR 6174, Département MN2S
Le matriçage circulaire de bandes polymères (roll to roll embossing) permet de réaliser des empreintes microstructurées en continu. L’analyse et la modélisation du procédé sont importantes car elles permettent d’évaluer et de caractériser les formes et dimensions obtenues. L’étude concerne la détermination des propriétés physiques et rhéologiques des polymères employés, ainsi que la mise en oeuvre de simulations numériques par éléments finis, afin de déterminer les possibilités de réaliser des cavités microstructurées de géométries données.
communication programmée pour lundi après midi 16H00 salle T

n° 82 Analyse des structures des écoulements générés par des vis à profils modifiés

Zied Driss Ghazi Bouzgarrou Hedi Kchaou Mohamed Salah Abid
Laboratoire des Systèmes Electromécaniques
La modélisation numérique de la structure hydrodynamique dans une cuve cylindrique munie d’une mono et d’une double vis à profils simple et modifié a été entamée. Les équations de Naviers-Stokes régissant le phénomène sont résolues par une méthode de discrétisation aux volumes finis. L’analyse des structures des écoulements dans différents plans de la cuve mécaniquement agitée mette en évidence l’importance d’utiliser une double vis à profils modifiés.
communication programmée pour lundi après midi 16H40 salle T

n° 408 Analyse expérimentale de distorsions induites en soudage

Julien Chapuis Cyril Bordreuil Fabien Soulie Gilles Fras
LMGC
Les phénomènes d’instabilités élastiques et de déformations plastiques peuvent conduire à l’apparition de distorsions importantes dans les opérations de soudage de tôles minces. Une approche expérimentale, incluant des mesures de déformations, d’efforts, de températures et de paramètres procédé, est proposée afin de déterminer la nature de ces déformations de plaque au cours de soudage TIG (GTAW).
communication programmée pour lundi après midi 17H00 salle T

n° 560 Démarche de choix et/ou de conception d’un moyen de soudage par FSW

Sandra Zimmer Laurent Langlois Julien Laye Patrick Martin Régis Bigot
Arts et Métiers ParisTech Metz
Le FSW entraine une interaction mécanique entre l’outil et les pièces à souder impactant le système de production. L’amplitude des efforts doit être considérée dans le choix des machines et la conception des montages de soudage. Le travail présenté concerne la mise en place d’une démarche de qualification des moyens de production reposant sur l’étude physique du procédé, l’identification des paramètres de conduite du procédé et l’influence de ces paramètres sur les efforts outils pièces.
communication programmée pour lundi après midi 17H20 salle T

n° 444 Simulation numérique du grenaillage sous ABAQUS

Pierre Renaud Marc Desvignes Regis Kubler
Arts et Métiers ParisTech, Laboratoire MécaSurf
L’opération de grenaillage de précontrainte est un traitement mécanique de surface destiné à améliorer la tenue mécanique d’une pièce métallique : par durcissement superficiel et par introduction des contraintes résiduelles de compression en sous-couche. Cette étude numérique a pour but de mieux comprendre le procédé par le développement d’un modèle de prédiction des champs mécaniques. La difficulté principale réside dans la prise en compte de l’uniformité des déformations et contraintes ainsi que celle de l’endommagement lié à la multiplicité des impacts, qui impose un temps important de calcul.
communication programmée pour lundi après midi 18H00 salle T

n° 805 Mise en oeuvre de l'algorithme génétique de type NSGAII pour l'optimisation multi-objectif d'une opération de fraisage en bout

Idir Belaidi Kamal Mohammedi Belaid Brachemi
Univ. Boumerdes
Cette étude présente une formulation du problème d'optimisation multi-objectif des paramétres de coupe en fraisage en bout, basée sur l'algorithme génétique NSGAII, mise en oeuvre sous Matlab.
communication programmée pour mardi matin 9H30 salle T

n° 345 Simulation efficace des modèles thermiques paramétriques, non-linéaires et couplés

Etienne Pruliere Sylvain Chatel Amine Ammar Francisco Chinesta
GeM, Ecole Centrale de Nantes
La simulation efficace des modèles thermiques non-linéaires entraine un certain nombre de verrous associés : (i) au caractère multi-échelle en espace et temps ; (ii) aux grandes dimensions spatiales et temporelles ; (iii) au caractère non linéaire et aux termes sources décrivant différentes cinétiques... Dans ce travail nous allons nous affranchir de ces difficultés en combinant une technique de réduction de modèles et une technique de séparation de variables.
communication programmée pour mardi matin 9H50 salle T

n° 1026 Résolution de problèmes de contact avec la Méthode Asymptotique Numérique

Fabien Béchet Hakim Boudaoud Arnaud Lejeune Michel Potier-Ferry
Laboratoire de Physique et Mécanique des Matériaux
Le transport de bandes minces métalliques apparait dans divers procédés de fabrication : recuit continu, planage, galvanisation. Différents phénomènes non linéaires entrent en jeu dont notamment le contact avec frottement. Dans le cadre du projet ANR Instabande, nous développons une méthode pour résoudre ce type de problèmes de mécanique utilisant des éléments finis de coques et la Méthode Asymptotique Numérique. Nous présenterons les dernières avancées.
communication programmée pour mardi matin 10H10 salle T

n° 339 Caractérisation du mélange distributif dans des procédés de mélange de polymères fondus

Audrey Durin Bruno Vergnes Rudy Valette
CEMEF - Mines ParisTech
Différentes méthodes de caractérisation du mélange «lagrangien» obtenu dans les procédés de mélange de polymères à cinématiques complexes (extrusion bivis, mélangeur batch) sont comparées à l’aide d’un code éléments finis 3D instationnaire. Les performances et la pertinence de chacune de ces méthodes seront discutées puis on montrera quelles approches semi-analytiques conduisent à des modèles simplifiés de ces écoulements.
communication programmée pour mardi matin 10H50 salle T

n° 365 Etapes du procédé RTM pour pièces de protections thermiques

Damien SOULAT Aurélie Telmar Romain Agogué Didier Zanelli
Institut PRISME - Université d'Orléans
Dans le cadre d'une application de tubes de protections thermiques, ce travail décrira les différentes étapes du procédé de fabrication, de type RTM. L'importance des étapes de dépose et de compaction sèche seront mise en évidence, par une approche expérimentale. Le choix des renforts en adéquation avec le procédé sera justifié. L’influence des paramètres, orientation et densité des mèches sur l'étape d'injection sera analysée. La qualité de la pièce finale sera étudiée par des tomographies.
communication programmée pour mardi matin 11H10 salle T

n° 586 Etude numérique et expérimentale de procédé d'élaboration des matériaux composites par infusion de résine (LRI)

Peng Wang Sylvain Drapier Jérôme Molimard Alain Vautrin Jean-Christophe Minni
Ecole des Mines de Saint Etienne
Les procédés de fabrication dits LRI (Liquid Resin Infusion) sont prometteurs pour produire des pièces de grandes dimensions ou épaisseur, et des structures complexes, mais ils sont encore difficiles à maîtriser et à contrôler. Pour optimiser les paramètres importants contrôlant ces procédés, une approche numérique / expérimental spécifique est nécessaire. Les modèles utilisés sont de type fluide-poroelasticité en grande déformation.
communication programmée pour mardi matin 11H30 salle T

n° 674 Caractérisation numérique de l’endommagement ductile d’aciers à hautes performances. Essais d’expansion et de pliage.

Carl Labergere Houssem Badreddine Wajdi Rajhi khémais Saanouni Alain Rassineux
Université de Technologie de Troyes
Ce travail vise à prédire numériquement la résistance à la rupture ductile d’aciers à haute performance par des essais spécifiques de mise en forme. Le comportement du matériau est décrit par un modèle élastoplastique anisotrope. L’intégration locale des équations de comportement est de type implicite de prédiction élastique correction plastique. Les simulations 2D utilisent une méthodologie adaptative alliant l’adaptation d’un maillage quadrangle à l’adaptation du trajet de chargement.
communication programmée pour mardi après midi 13H40 salle T

n° 1345 Etude de la Variation de la Température en Mécanosynthèse

Djilali Zidane Said Bergheul Tahar Rezoug
Département d’aéronautique de l’université de Blida
Cette étude traite de l’influence des paramètres de broyage sur la variation de la température de contacts des billes et des poudres d’aluminium et de titane synthétisées à l’intérieur de la jarre d’un broyeur planétaire. La géométrie et le rapport des vitesses angulaires entre les jarres et le plateau jouent un rôle crucial, sur l’efficacité du broyage et sur l’aspect thermique. Il s’agit de compléter les études expérimentales par des études théoriques, et des modèles mathématiques.
communication programmée pour mardi après midi 14H00 salle T

n° 976 Modélisation numérique du rechargement de pièces en Inconel 738

Yann Danis Eric Lacoste Corinne Arvieu Jean-Michel Quenisset Thibaut Larrouy
Turboméca Groupe SAFRAN/LGM2B - Université Bordeaux 1
L’utilisation de l’Inconel 738 (superalliage base nickel) est aujourd’hui freinée par des problèmes de soudabilité qui se traduisent par l’apparition de fissures lors des opérations de réparation de pièces par rechargement ou d’assemblages de pièces par soudage. Un modèle de simulation numérique du soudage de cet alliage a été développé sur la base d’un couplage entre aspects thermiques, métallurgiques et mécaniques puis validé sur un cas simple de soudage et sur un cas de rechargement.
communication programmée pour mardi après midi 14H20 salle T

n° 1062 Influence des conditions du tréfilage sur le comportement thermomécanique dans le cas d’un fil en cuivre

Guillaume Vega Abdelkader Haddi Abdellatif Imad
LML , Ecole Polytech’Lille
Une étude expérimentale et une simulation numérique sont présentées, visant à analyser l’influence des paramètres du procédé de tréfilage sur l’effort et la chaleur produite. Les filières sont instrumentées avec des thermocouples pour estimer la température proche de l’interface fil-filière. Les résultats obtenus montrent que la force de tréfilage et la température dépendent des conditions d’interface et de la nature du fil. Le modèle Avitzur est modifié pour prendre en compte ces influences.
communication programmée pour mardi après midi 14H40 salle T

n° 1339 Optimisation géométrique des outillages de découpe

Souleymane Ramde Luc Penazzi François Ronde-Oustau
Centre CROMeP
La contribution de la simulation numérique à la maîtrise de l'opération de découpage sera présentée. La simulation numérique de l'opération permettra de caractériser les sollicitations (effort et pression de contact). Le code de calcul éléments finis ABAQUS sera couplé à matlab dans le processus d'optimisation multi objectif pour déterminer les géométries d'outillage qui permettent à la fois de minimiser les sollicitations et de garantir la production de pièce de qualité acceptable.
communication programmée pour mardi après midi 15H00 salle T

n° 383 Modélisation analytique des efforts en usinage

Pierre Naisson Joel Rech Henri Paris Florian Dumont
LTDS/ENISE
La détermination des efforts de coupe liés à l’usinage est un axe majeur de recherche depuis de nombreuses années. Trois voies principales existent pour quantifier ces efforts, à savoir les méthodes empiriques, basées uniquement sur l’expérimentation, les approches numériques et enfin les approches analytiques. Le principal problème de ces deux dernières approches se situe au niveau de la fiabilité des résultats par rapport à l’expérimentation. C’est pourquoi des méthodes dites de recalage sont utilisées pour corriger les paramètres des modèles pour les faire correspondre au mieux aux résultats expérimentaux. Le but de cet article est de montrer l’influence des divers paramètres physiques liés aux procédés sur les paramètres des modèles. Pour cela, le modèle de coupe orthogonale de Merchant est utilisé, en incluant par l’intermédiaire du frottement, une prise en compte de la vitesse de coupe. Des essais de coupe orthogonale avec des variations de vitesses et d’angle de coupe, ainsi que d’avance sont mis en place. L’influence de ces trois paramètres sur la robustesse du modèle est alors analysée.
communication programmée pour mardi après midi 15H40 salle T

n° 538 Influence de la topographie de surface induite par le fraisage sur la durée de vie en fatigue de l'acier 25CrMo4

Nicolas Guillemot Etienne Pessard René Billardon Bernardin Kwamivi Mawussi Claire Lartigue
LURPA / LMT-Cachan
Des essais de fatigue à grand nombre de cycles de type «staircase» et des essais d’auto-échauffement ont été réalisés sur des éprouvettes plates en acier 25MnCrSiVB6, polies ou usinées avec un outil hémisphérique. Ces essais montrent que la rupture est selon les cas initiée en surface ou à cœur, dans la matrice ou sur des inclusions molles. L'approche proposée consiste à introduire un coefficient de concentration de contraintes Kt déduit de mesures de topographie de surface 3D.
communication programmée pour mardi après midi 16H00 salle T

n° 712 Contribution à l'étude de l'état de surface de l'acier 100 Cr6 recuit avec des outils en céramique lors du tournage

Samir Khamel Khaider Bouacha Mohamed Athmene Yalese
Centre Universitaire de Souk-Ahras
Ce travail est une étude expérimentale sur l’influence des facteurs de coupe: Vc, f et ap sur l’état de surface de l’acier 100Cr6 recuit usiné avec les céramiques (CC650) puis (CC6090). La modélisation des résultats a permis d’aboutir à des modèles mathématiques. Lors de l’usinage de cet acier la céramique pure (CC6090) a donné de très bons états de surfaces aux vitesses de coupe élevées. La surface usinée n’a pas été affectée thermiquement malgré la grande quantité de chaleur dégagée.
communication programmée pour mardi après midi 16H20 salle T

n° 743 Approche expérimentale et numérique de l'usinage assisté haute-pression

Cédric Courbon Davor Kramar Joel Rech Janez Kopac
Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes
Cette étude vise à approfondir les effets de l’usinage assisté haute pression en tournage ébauche de l'Inconel 718. L'évaluation expérimentale a été conduite grâce au couple outil-matière, plan d’expériences et surfaces de réponse. Un modèle numérique est également présenté pour un cas de coupe orthogonale. Les résultats montrent l'influence sur la formation du copeau, l’état de surface, les efforts de coupe de même que sur les chargements en zone de cisaillement primaire.
communication programmée pour mardi après midi 16H40 salle T

n° 1177 Reconstruction 3D d'outils coupants pour le contrôle géométrique des fraises et la modélisation thermomécanique du fraisage

Michaël Fontaine Laurence Lambert-Campagne Aurélien Maurel-Pantel
ENSMM Besançon, Institut FEMTO-ST, Département de Mécanique
Les moyens de digitalisation et de reconstruction de la géométrie de pièces de formes complexes sont actuellement performants et l'idée est ici de mettre en oeuvre ses moyens afin de contrôler la géométrie réelle des outils de fraisage et d'utiliser les modèles reconstruits pour la modélisation de l'usinage. On présentera ici la méthodologie spécifique de reconstruction et des exemples d'applications illustrés pour l'optimisation des outils coupants.
communication programmée pour mardi après midi 17H00 salle T

n° 1283 Effets d'échelle en Micro Fraisage d'un acier inoxydable 316L

Laurent Guyout Guillaume Fromentin Philippe Picart
FEMTO ST - Université de Franche Comté
L'étude innovante porte sur le micro fraisage d'un acier inoxydable 316L avec des micro fraises cylindriques en carbure de tungstène de diamètres inférieurs au millimètre, et avec des broches tournant jusqu'à 160 000 tr/min. Les investigations menées traitent de l'effet d'échelle (macro-micro) et sur la compréhension des phénomènes de coupe au travers de 'observation des micro outils, des copeaux, états de surfaces, bavures et variations d'énergies spécifiques de coupe. L’étude présentée constitue une première étape dont l’objectif final est l’élaboration d’une approche instrumentée de la coupe en micro fraisage, ouvrant à la compréhension les phénomènes intervenant dans la coupe à l’échelle micro d’acier inoxydables type 316L.
communication programmée pour mardi après midi 17H20 salle T

n° 1310 Modélisation de l’influence de la profondeur de coupe en micro-coupe orthogonale

François Ducobu Enrico Filippi Edouard Rivière-Lorphèvre
Faculté Polytechnique de Mons
Bien que les principes de base du micro-fraisage soient identiques à ceux du macro-fraisage, le phénomène de microcoupe n’est pas une réduction directe de celui rencontré en macro-coupe. La formation du copeau implique le phénomène d’épaisseur minimale de copeau et la structure granulaire du matériau ne peut plus être négligée. Dans le but d’investiguer le phénomène d’épaisseur minimale de copeau, l’influence de la profondeur de coupe sur la formation du copeau en micro-coupe est étudiée dans cet article à l’aide d’un modèle développé avec la méthode aux éléments finis. Ce modèle de coupe orthogonale a été mis au point à l’aide du logiciel commercial ABAQUS/Explicit v6.7. et est basé sur une formulation lagrangienne classique. Les résultats obtenus avec ce modèle sont ensuite présentés et comparés à des résultats issus de la littérature, avant d’aborder les perspectives d’évolution du modèle.
communication programmée pour mardi après midi 17H40 salle T

n° 107 Modélisation du formage de tôles multimatériaux et leur tenue au crash

Shiri Seddik Hakim Naceur Jean-Marc Roelandt Jean-Noël Gacel Alain Reynaert
Université de Technologie de Compiègne
L’objectif porte sur le développement et la validation d’une approche numérique pour la modélisation des structures multi-matériaux (acier/polymère/acier), identification de leur comportement lors de la mise en forme et tenue au crash. L’intérêt ici est: l’utilisation d’éléments finis solide-coque en grandes déformations avec contraintes de CT et contrainte normale pour modéliser des structures très épaisses. Des exemples d'emboutissage et d'impact montreront la faisabilité de la méthodologie.
communication programmée pour mercredi matin 9H30 salle T

n° 759 Simulation numérique du procédé de formage incrémantal

Henia Arfa Riadh Bahloul Hedi Bel Hadj Salah
Laboratoire de Génie Mécanique (LGM/ENIM)
Le formage incrémental est une nouvelle technologie considérée comme un procédé prometteur pour la production de pièces métalliques à l’aide d’un outil de forme simple piloté par une machine à Commandes Numériques. Dans ce cadre, le formage incrémental mono-point (SPIF) constituera l’objectif de notre travail. Des simulations numériques ont été faites sous le code de calcul ABAQUS/Standard. Ils présentent une succession de tests numériques réalisés sous forme paramétrique qui est appliquée à la mise en forme d’un cas test (forme conique) traité de littérature. L’objectif ici, est de regarder l’influence de certains paramètres liés au procédé sur les comportements mécaniques et géométriques des pièces après leur mise en forme en vue d’optimiser le procédé. Pour une confrontation et validation de la procédure numérique, nous avons comparé les résultats fournis par simulations aux relevés expérimentaux tirés de la bibliographie.
communication programmée pour mercredi matin 9H50 salle T

n° 315 Simulation et essais d’un procédé de formage assisté par des vibrations mécaniques

Rith Ly Christophe Giraud-Audine Luc Morhain Régis Bigot Gabriel Abba
ENSAM Metz - LCFC
Dans cette étude, un dispositif expérimental original du procédé de forgeage soumis à des vibrations générées par des actionneurs piézoélectriques placés dans un dispositif mécanique a été conçu. Un dispositif mécanique spécial a été construit de manière à pouvoir faire vibrer la matrice inférieure de forgeage pour des amplitudes allant de 0 à 80 µm et des fréquences variant de 1 à 130Hz grâce à un actionneur piézoélectrique alimenté par un convertisseur électronique. Un modèle qui traduit le comportement du dispositif expérimental a aussi été établi et fournit un outil de conception dans un cadre mécatronique. Ce modèle consiste en un modèle simplifié analytique du procédé de forgeage basé sur des lois viscoplastiques et un modèle éléments finis de l'actionneur piézoélectrique. Le principal avantage de ce modèle tient en la possibilité d'analyser l'influence des paramètres importants de l'ensemble du procédé, ceci afin d'en optimiser la conception ainsi que son contrôle. La comparaison des résultats expérimentaux et des simulations dans le cas d'un écrasement plan est encourageante.
communication programmée pour mercredi matin 10H10 salle T

n° 457 Influence du décapage sur la tenue en fatigue de l'alliage Al7010-T7451 traité par oxydation anodique chromique

Michel Chaussumier Majid Shahzad Catherine Mabru Rémy Chieragatti Farhad Reai-Aria
ISAE/DMSM
Cette étude porte sur l’influence des paramètres d’usinage et de traitement d’anodisation chromique sur la fatigue polycyclique d’alliages d’aluminium. La phase de décapage,est d'autant plus nocive que la rugosité d’usinage est faible. L’ensemble des résultats d’essais de fatigue relatifs à l’état usiné et l’état décapés ont pu être corrélés à l’état de surface par le calcul d'un facteur de concentration de contrainte locale.
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n° 526 Characterization and optimization of the production of biodiesel from waste frying oil

Sary Awad Ioana Adela Basa
Ecole des Mines de Nantes
We studied the transesterification of two types of waste cooking oil (WCO),with methanol and ethanol. Also the physical characteristics of produced bio diesel are studied. The WCO used in this study were collected from the university’s restaurant. We used to search the optimum conversion ratio in combining four variables: temperature of reaction, catalyst amount, time of reaction and alcohol to oil molar ratio.
communication programmée pour mercredi matin 11H10 salle T

n° 1327 Les effets des ondes acoustiques sur les dépôts de nickel sur du silicium et son oxydation

Rachid Zirmi Mohamed- Said Belkaid Yasmine Belaroussi Ali Chenna
Laboratoire LATAGE département d'électronique, FGEI, UMMTO
Le dépôt électrochimique du nickel sur du Silicium est accompagné par une oxydation du métal, alors que on l’assistant par des ondes ultrasoniques la quantité d’oxygène présente dans le dépôt a diminué du double à la moitié par rapport au nickel. Nous pouvant donc dire que les ondes ultrasoniques ont empêchés l’oxydation du dépôt ou encore a empêché le dépôt de l’oxygène au empêché temps que le nickel, ce qui pourrait être liée à la masse des deux atomes.
communication programmée pour mercredi matin 11H30 salle T