CARACTERISATION, MODELISATION ET SIMULATION NUMERIQUE DE LA MISE EN FORME DE PIECES PAR COMPRESSION ET FRITTAGE DE POUDRES DURES PDF Download
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Author: OLIVIER.. ALVAIN
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 290
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Book Description
CETTE THESE S'INTERESSE AU PROCEDE DE FABRICATION DE PIECES PAR COMPRESSION A FROID ET FRITTAGE DE POUDRES DURES, TELLES QUE LES CARBURES CEMENTES. ELLE VISE A APPORTER UNE MEILLEURE COMPREHENSION DES MECANISMES IMPLIQUES DANS CE PROCEDE ET A FOURNIR UN OUTIL DE SIMULATION PERMETTANT DE PREDIRE LES CARACTERISTIQUES DE LA PIECE (DENSITE, GEOMETRIE, CONTRAINTES) AU COURS DES DIFFERENTES ETAPES DE SA REALISATION. UNE APPROCHE MACROSCOPIQUE, BASEE SUR LA MECANIQUE DES MILIEUX CONTINUS, A ETE ADOPTEE A CET EFFET. LA CARACTERISATION EXPERIMENTALE DU COMPORTEMENT DE LA POUDRE SOUS DIVERSES SOLLICITATIONS MECANIQUES ET THERMIQUES A ETE EFFECTUEE, CE QUI A PERMIS D'IDENTIFIER LES PARAMETRES DES LOIS DE COMPORTEMENT RETENUES. CETTE MODELISATION A ETE APPLIQUEE A LA SIMULATION DE LA FABRICATION DE PIECES INDUSTRIELLES, DE COMPLEXITE VARIABLE. NOUS AVONS MONTRE QUE LE CHOIX DE LA METHODE DE CARACTERISATION DE LA COMPRESSION ETAIT DETERMINANT SUR LA PRECISION QUI POUVAIT ETRE ATTEINTE AVEC LA SIMULATION. POURVU QUE LE TYPE DE DEFORMATIONS RENCONTREES DANS LE DISPOSITIF EXPERIMENTAL ADOPTE SOIT SUFFISAMMENT REPRESENTATIF DES PHENOMENES REGISSANT LA DISTRIBUTION DE MATIERE DANS LA PIECE, IL EST POSSIBLE D'ANTICIPER DE FACON TOUT A FAIT ACCEPTABLE LES EFFORTS EN COURS DE COMPRESSION, LA DISTRIBUTION DE DENSITE DANS LE COMPRIME A VERT ET LES DIMENSIONS FINALES APRES FRITTAGE.
Author: OLIVIER.. ALVAIN
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Languages : fr
Pages : 290
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CETTE THESE S'INTERESSE AU PROCEDE DE FABRICATION DE PIECES PAR COMPRESSION A FROID ET FRITTAGE DE POUDRES DURES, TELLES QUE LES CARBURES CEMENTES. ELLE VISE A APPORTER UNE MEILLEURE COMPREHENSION DES MECANISMES IMPLIQUES DANS CE PROCEDE ET A FOURNIR UN OUTIL DE SIMULATION PERMETTANT DE PREDIRE LES CARACTERISTIQUES DE LA PIECE (DENSITE, GEOMETRIE, CONTRAINTES) AU COURS DES DIFFERENTES ETAPES DE SA REALISATION. UNE APPROCHE MACROSCOPIQUE, BASEE SUR LA MECANIQUE DES MILIEUX CONTINUS, A ETE ADOPTEE A CET EFFET. LA CARACTERISATION EXPERIMENTALE DU COMPORTEMENT DE LA POUDRE SOUS DIVERSES SOLLICITATIONS MECANIQUES ET THERMIQUES A ETE EFFECTUEE, CE QUI A PERMIS D'IDENTIFIER LES PARAMETRES DES LOIS DE COMPORTEMENT RETENUES. CETTE MODELISATION A ETE APPLIQUEE A LA SIMULATION DE LA FABRICATION DE PIECES INDUSTRIELLES, DE COMPLEXITE VARIABLE. NOUS AVONS MONTRE QUE LE CHOIX DE LA METHODE DE CARACTERISATION DE LA COMPRESSION ETAIT DETERMINANT SUR LA PRECISION QUI POUVAIT ETRE ATTEINTE AVEC LA SIMULATION. POURVU QUE LE TYPE DE DEFORMATIONS RENCONTREES DANS LE DISPOSITIF EXPERIMENTAL ADOPTE SOIT SUFFISAMMENT REPRESENTATIF DES PHENOMENES REGISSANT LA DISTRIBUTION DE MATIERE DANS LA PIECE, IL EST POSSIBLE D'ANTICIPER DE FACON TOUT A FAIT ACCEPTABLE LES EFFORTS EN COURS DE COMPRESSION, LA DISTRIBUTION DE DENSITE DANS LE COMPRIME A VERT ET LES DIMENSIONS FINALES APRES FRITTAGE.
Author: Franck Toussaint
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 231
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L'objectif de ce travail est d'obtenir un outil numérique permettantde simuler et d'optimiser le procédé de mise en forme par compression et frittage de poudres métalliques. La démarche proposée repose sur une étude expérimentale du comportement des matériaux, une modélisation phénoménologique et l'utilisation du modèle dans un code aux éléments finis. Une étape de validation des calculs à partir de pièces fabriquées en milieu industriel complète la démarche.La première partie de ce manuscrit est consacrée à l'étude de poudres métalliques (mélanges fergraphite et carbure de tungstène-cobalt). Une vaste étude espérimentale a plus particulièrement été entreprise sur le mélange fer-graphite. Les conditions expérimentales à adopter pour obtenir le comportement intrinsèque du matériau ont été étudiées. Une loi élastoplastique isotrope à une variable d'écrouissage a été ensuite retenue pour similer la compression d'une pièce de référence complexe. la confrontation entre résultats numériques et expérimentaux montre quelques écarts qui sont discutés. Les déformations au cours du frittage sont étudiées sur les mélanges de poudres de carbure de tungstène et de cobalt à partir d'essais de dilatométrie. Les résultats expérimentaux ont permis d'identifier les paramètres d'une loi phénoménologique simple. La seconde partie de ce travail est consacrée à l'étude de pâtes d'hexaferrite de strontium destinées à la fabrication d'aimants permanents. Le comportement du matériau a été étudié sous diverses sollicitations mécaniques et thermiques. Nous avons montré que la simulation de la compression d'un segment ferrite à partir d'une approche monophasique était mal adaptée parce qu'elle n'était pas suffisamment représentative des phénomènes observés. Enfin les retraits anisotropes au cours du frittrage ont été calculés à partir d'un modèle thermoélastique. L'agrément obtenu entre les résultats numériques et expérimentaux valide les calculs proposés.
Author:
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Category : Metal powder products
Languages : en
Pages : 514
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Author: Vincent Bonnefoy
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 292
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Ce travail s'inscrit dans l'obtique d'un transfert de compétences entre laboratoires universitaires et industriels métallurgie des poudres. Ses objectifs correspondent à deux réalités:la réalité industrielle dont l'intérêt se tourne vers la simulation numérique de la mise en forme comme outil de conception et la réalité universitaire qui se propose de répondre au besoin industriel en développant les moyens et méthodes nécessaires. Une première partie illustre l'approche proposée pour aboutir à la simulation numérique de la mise en forme d'une pièce industrielle. Successivement, les étapes de caractérisation expérimentale, de modélisation du comportement et de resolution numérique sont traitées et analysées. La comparaison entre les pièces simulées et réelles permet de valider la démarche et d'offrir des perspectives d'optimisation. Deux aspects particuliers sont ensuite approfondis en raison de leur caractère critique au sein du procédé et de la démarche exposée. Ainsi, le problème du frottement aux iterfaces poudre/outils est abordé dans une deuxième partie. L'étude expérimentale de nouveaux types d'outils (matériaux et revêtements) apporte un début de réponse aux préoccupations industrielles concernant la maîtrise de ce phénomène limitant du procédé. Enfin, une troisième partie est consacrée aux aspects plus purement liés à la modélisation du comportement des poutres. L'analyse d'une base de données expérimentale sur cinq poutres de natures distinctes permet de cerner l'influence de leurs caractéristiques sur leurs comportements et jette notamment les bases d'un nouveau concept. Une synthèse bibliographique des modèles appliqués à la métallurgie des poutres vient compléter ces concidérations pour favoriser l'adéquation entre une modélisation et le matériau traité. La conclusion fait le point sur la démarche de simulation numérique et synthétise les apports du présent travail dans le cadre du transfert de compétence envisagé.
Author: LAURENT.. SANCHEZ
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 229
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L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL, REALISE EN COLLABORATION AVEC LE CEA GRENOBLE, EST D'AMELIORER LA SIMULATION NUMERIQUE DU PROCEDE DE MISE EN FORME DE POUDRES METALLIQUES PAR COMPACTION ISOSTATIQUE A CHAUD (C.I.C) AFIN DE REDUIRE LES COUTS DE FABRICATION. LA PREMIERE PARTIE DE CE MEMOIRE EST CONSACREE A L'ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE DES LOIS DE COMPORTEMENT PERMETTANT DE CARACTERISER LES PHENOMENES PLASTIQUES ET VISCOPLASTIQUES DES POUDRES METALLIQUES A HAUTE TEMPERATURE. LA DEUXIEME PARTIE EST AXEE SUR LA PRESENTATION ET L'ETUDE DETAILLEE DU CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS (CASTEM2000) ET SUR LE MODELE VISCOPLASTIQUE D'ABOUAF IMPLANTE DANS CE CODE. NOUS DONNONS AUSSI LES VALEURS DES PARAMETRES THERMIQUES ET MECANIQUES NECESSAIRES AUX SIMULATIONS NUMERIQUES. NOUS PROPOSONS, DANS LA TROISIEME PARTIE, D'AMELIORER LA MODELISATION REALISEE AVEC LA LOI D'ABOUAF EN PRENANT EN COMPTE D'ABORD LA RIGIDITE DE LA GAINE ET ENSUITE L'EFFET DE LA DENSITE SUR LA DIFFUSIVITE THERMIQUE ET LE MODULE D'YOUNG DE LA POUDRE. PUIS DANS LA QUATRIEME PARTIE, DE NOUVELLES LOIS DE COMPORTEMENT PLASTIQUES ET VISCOPLASTIQUES SONT PROPOSEES ET TESTEES. CES LOIS DOIVENT ETRE PLUS A MEME DE DECRIRE LE COMPORTEMENT DE LA POUDRE MAIS AUSSI DE LA GAINE ET DES OUTILLAGES. DANS LE DERNIER CHAPITRE, NOUS PRESENTONS LES RESULTATS DE DEUX PIECES DE VALIDATION FABRIQUEES AU CEA GRENOBLE. LES MODIFICATIONS PROPOSEES SONT TESTEES ET COMPAREES A L'EXPERIENCE. ELLES PERMETTENT D'AMELIORER SENSIBLEMENT LES PREDICTIONS NUMERIQUES ET SONT PLUS PROCHES DES COTES MESUREES.
Author: CYRIL.. NICOLLE
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 150
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LA COMPRESSION ISOSTATIQUE A CHAUD (CIC) EST LE SEUL PROCEDE QUI PERMETTE D'ELABORER DES ECHANTILLONS TOTALEMENT DENSES EN BORE PUR. A PARTIR D'UNE POUDRE DE BORE COMPACTEE DE FACON ISOSTATIQUE A FROID, ON OBTIENT UN ECHANTILLON EN CRU QUI EST PLACE DANS UN CONTENEUR EN TITANE. UN CYCLE DE CIC A UNE TEMPERATURE DE 1500\C ET AVEC UNE PRESSION D'ARGON DE 150 MPA EST ALORS APPLIQUE A CET ECHANTILLON. AFIN D'OPTIMISER LE CYCLE DE CIC ET POUR PREVOIR LA DEFORMEE FINALE D'UNE PIECE, ON A RECOURS A LA SIMULATION NUMERIQUE DU PROCEDE EN UTILISANT UN CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS. LA MODELISATION DU COMPORTEMENT MECANIQUE DE LA POUDRE DE BORE A HAUTE TEMPERATURE EST ALORS NECESSAIRE. POUR CE FAIRE UN GRAND NOMBRE D'ESSAIS DE CIC ET DE COMPRESSION UNIAXIALE ONT ETE EFFECTUES POUR DES DENSITES RELATIVES DE 0,65 A 1 ET DES TEMPERATURES DE 1300 A 1550\C. LA LOI D'ABOUAF, QUI A ETE UTILISEE POUR CETTE MODELISATION, PERMET DE DECRIRE CORRECTEMENT L'ENSEMBLE DES RESULTATS EXPERIMENTAUX. PAR AILLEURS, LA TAILLE DES GRAINS DES ECHANTILLONS DENSIFIES A ETE ANALYSEE PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE A BALAYAGE, PAR EBSD ET PAR MICROSCOPIE OPTIQUE, ET ON A PU MONTRER QU'IL N'Y AVAIT PAS D'EVOLUTION DE LA MICROSTRUCTURE DU BORE PENDANT LE PROCEDE DE CIC. LA SIMULATION NUMERIQUE DES DEUX EXPERIENCES, COMPRESSION UNIAXIALE ET CIC, A ENSUITE ETE REALISEE AVEC LE MODELE IDENTIFIE POUR LE BORE A L'AIDE DU LOGICIEL ZEBULON 7. DANS LE PREMIER CAS, ON UTILISE CET OUTIL POUR INTERPRETER LES RESULTATS EXPERIMENTAUX AVEC DES HYPOTHESES REALISTES. DANS LE CAS DE LA CIC, ON PEUT PREDIRE LA DEFORMEE ET LA DENSITE FINALE D'UNE PIECE. CES CALCULS ONT ETE EFFECTUES POUR LES CYLINDRES EXPERIMENTAUX ET POUR UNE PIECE DE VALIDATION EN FORME DE TUBE, ET LES RESULTATS SONT EN BON ACCORD AVEC LES OBSERVATIONS EXPERIMENTALES.
Author: Arnaud Frachon
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 252
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Author: CHRISTOPHE.. DELLIS
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 189
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CE MEMOIRE S'INTERESSE A LA MODELISATION DE LA MISE EN FORME DES POUDRES METALLIQUES A HAUTE TEMPERATURE. LES LOIS DE COMPORTEMENT ET LEUR UTILISATION POUR LA SIMULATION NUMERIQUE DES PROCEDES INDUSTRIELS Y SONT ABORDEES, AINSI QUE LA MODELISATION MICROMECANIQUE. L'INFLUENCE DES PARAMETRES INTERVENANT DANS LA SIMULATION NUMERIQUE DE LA COMPACTION ISOSTATIQUE A CHAUD EST TOUT D'ABORD ETUDIEE A L'AIDE D'UN CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS, EN COMPARANT CERTAINES GRANDEURS EXPERIMENTALES MESURABLES AVEC LES PREVISIONS FOURNIES PAR LE CALCUL. NOUS AVONS ENSUITE MODELISE NUMERIQUEMENT L'EVOLUTION EN GRANDES DEFORMATIONS DU CONTACT ENTRE DEUX SPHERES SOUS L'ACTION D'UNE FORCE NORMALE ET TANGENTIELLE. NOS RESULTATS SONT COMPARES AUX MODELES EXISTANTS, QUI SONT LIMITES AUX PETITES DEFORMATIONS ET ONT ETE TRES PEU VALIDES JUSQU'A PRESENT, ET NOUS PROPOSONS DE NOUVELLES RELATIONS FACILEMENT UTILISABLES DANS LES MODELES MICROMECANIQUES. ENFIN, UNE ETUDE DE LA RHEOLOGIE DES POUDRES METALLIQUES A L'AIDE DE LA TECHNIQUE D'HOMOGENEISATION A DOUBLE ECHELLE EST PRESENTEE. UNE NOUVELLE FORME DE LA LOI DE COMPORTEMENT DU MATERIAU MACROSCOPIQUE EST OBTENUE. SA DETERMINATION COMPLETE EXIGE UNE MODELISATION NUMERIQUE SUR UN VOLUME ELEMENTAIRE REPRESENTATIF DU MATERIAU. A PARTIR DE TELLES MODELISATIONS, REALISEES ESSENTIELLEMENT SUR DES CELLULES BIDIMENSIONNELLES, NOUS MONTRONS COMMENT L'ON PEUT OBTENIR UNE NOUVELLE FORMULATION DE LA LOI DE COMPORTEMENT OU BIEN IDENTIFIER LES FONCTIONS RHEOLOGIQUES DES MODELES PHENOMENOLOGIQUES EXISTANTS
Author: DAVID.. LASALMONIE
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 187
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LA COMPRESSION ISOSTATIQUE A CHAUD DE POUDRES METALLIQUES PERMET DE FABRIQUER DES PIECES COMPLETEMENT DENSES, POUVANT COMPORTER DES GEOMETRIES COMPLEXE IMPOSSIBLE A REALISER PAR USINAGE. CECI PERMET ALORS DE PRODUIRE EN UNE SEULE ETAPE DES PIECES QUI, HABITUELLEMENT, SONT REALISEES PAR FORMAGE ET ASSEMBLAGE. DANS CETTE OPTIQUE, LA FORME DU MOULE DANS LEQUEL EST VERSEE LA POUDRE DETERMINE ENTIEREMENT LA FORME DE LA PIECE FINALE. LA METHODE UTILISEE POUR OPTIMISER LA FORME DU MOULE AFIN D'OBTENIR UNE PIECE AYANT LES COTES DESIREES, EST BASEE SUR LA SIMULATION NUMERIQUE DU CYCLE DE MISE EN FORME. LA VALIDITE DE CE PROCEDE EST DONC BASEE SUR LA VALEUR PREDICTIVE DE LA SIMULATION. L'ETUDE PRESENTEE ICI PORTE SUR LA SIMULATION DE LA DENSIFICATION DE POUDRE DE SUPERALLIAGE BASE NICKEL, LE SY625, DANS UN CONTENEUR EN ACIER DOUX, LE XC18. LA SIMULATION DEMANDE LA CONSTITUTION D'UNE BASE DE DONNEES IMPORTANTE, TANT POUR LA POUDRE QUE POUR LE CONTENEUR. NOUS AVONS TOUT D'ABORD DETERMINE LES PROPRIETES MECANIQUES ET THERMIQUES DEPENDANT DE LA TEMPERATURE POUR LES DEUX MATERIAUX PAR UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE ET EXPERIMENTALE. LES LOIS DE FLUAGE DU XC18 ET DU SY625 DENSE ONT ETE DETERMINEES ENTRE 850\C ET 1150\C PAR DES ESSAIS DE COMPRESSION SIMPLE. L'IDENTIFICATION DES PARAMETRES RHEOLOGIQUES DU MODELE VISCOPLASTIQUE DE DENSIFICATION UTILISE, CELUI D'ABOUAF, A ETE REALISEE SUR UNE LARGE GAMME DE DENSITE RELATIVE, ENTRE 75% ET 100% (DENSITE RELATIVE DE REMPLISSAGE : 73%). DEUX PIECES DE VALIDATION ONT ETE FABRIQUEES DANS LE CADRE DE CETTE ETUDE AFIN D'EVALUER LES PERFORMANCES DE LA SIMULATION. LA SIMULATION PAR ELEMENTS FINIS DE LA DENSIFICATION EST REALISEE GRACE AU LOGICIEL PRECAD. LES RESULTATS DE CALCULS EN DEUX OU TROIS DIMENSIONS MONTRENT UNE BONNE PREVISION DES DEFORMATIONS. LE MODELE D'ABOUAF ET LE LOGICIEL PRECAD DANS SA VERSION ACTUELLE SEMBLENT DONC APTE A SIMULER LA DENSIFICATION DE PIECES INDUSTRIELLES A PARTIR DE POUDRE DE SY625. NOUS AVONS ENFIN OBSERVE UNE RECRISTALLISATION DES GRAINS DANS LE SY625 PENDANT LA DENSIFICATION. UN PLAN D'EXPERIENCES NOUS PERMET DE PREVOIR LA FRACTION RECRISTALLISEE DU SY625 ELABORE PAR CIC ET D'EN DEDUIRE SES PROPRIETES EN FLUAGE.
Author: DIDIER.. ABONDANCE
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 260
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Book Description
LA COMPRESSION ISOSTATIQUE A CHAUD (CIC) AUX COTES DE POUDRE DE TA6V PEUT ETRE UNE SOLUTION ECONOMIQUE POUR FABRIQUER DES COMPOSANTS COMPLEXES DE MOTEURS AERONAUTIQUES ET SPATIAUX. L'OBJECTIF DE CETTE ETUDE ETAIT DE DEVELOPPER LES OUTILS DE PREDICTION DE LA GEOMETRIE FINALE ET DE LA DENSITE FINALE DE TELLES PIECES. DANS UN PREMIER TEMPS, LES LOIS DE COMPORTEMENT VISCOPLASTIQUES DES MATERIAUX DE MOULE (304L, XC18) ET DU TA6V PUIS LES FONCTIONS RHEOLOGIQUES DE LA POUDRE ONT ETE DETERMINEES EXPERIMENTALEMENT A L'AIDE D'ESSAIS DE C.I.C. INTERROMPUS ET DE COMPRESSION UNIAXIALE. UN ENSEMBLE COHERENT DE DONNEES MATERIAUX A ETE AINSI OBTENU DANS UNE GAMME DE VITESSE DE DEFORMATION (10#-#5 A 10#-#3 S#-#1) TYPIQUE DU PROCEDE DE C.I.C. MAIS INTERMEDIAIRE ENTRE CELLE DU FLUAGE ET DU FORGEAGE. NOUS AVONS ENSUITE FABRIQUE TROIS PIECES DE VALIDATION, DEUX AXISYMETRIQUES ET UNE TRIDIMENSIONNELLE. DES MESURES DE DENSITES RELATIVE ET DE DIMENSIONS DE CES TROIS PIECES ONT ETE REALISEES. EN PARALLELE DES SIMULATIONS NUMERIQUES ONT ETE EFFECTUEES EN UTILISANT UN CODE AUX ELEMENTS FINIS BIDIMENSIONNEL, COMPACT2, ET LES LOIS DE COMPORTEMENT DETERMINEES PRECEDEMMENT. LES DIFFERENCES ENTRE LES GEOMETRIES MESUREES ET MODELISEES SONT EN GENERAL FAIBLES ET VALIDENT L'UTILISATION DE LA LOI D'ABOUAF POUR REPRESENTER LE COMPORTEMENT DE LA POUDRE DANS LE CAS DES PIECES INDUSTRIELLES CONSIDEREES
