CONTRIBUTION A L'ETUDE EXPERIMENTALE DE LA TRAJECTOIRE ET DE LA CINETIQUE DE PROPAGATION DES FISSURES BRANCHEES EN MILIEU FRAGILE PDF Download
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Author: KHEREDDINE.. GHALAYINI
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Author: KHEREDDINE.. GHALAYINI
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Author: Chiheb Chaker
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Languages : fr
Pages : 141
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On étudie, dans des plaques d'un matériau cassant analogue aux roches tel que le pmma (polymethacrylate de méthyle) soumis a une compression uni axiale, la géométrie des branchements des fissures initiées au voisinage des extrémités d'un défaut ferme oblique par rapport a la direction du chargement en présence du frottement. pour l'étude du champ de contraintes autour du défaut, chaque éprouvette de pmma pre-entaillee, dont l'axe du défaut initial fait un angle avec la direction de la contrainte de compression uni axiale imposée, a été assimilée a une plaque infinie présentant une cavité de forme elliptique très allongée de grand axe égal a la longueur de l'entaille. on a calcule la répartition des contraintes dans l'éprouvette en utilisant le système de coordonnées curvilignes défini par deux familles d'ellipses et d'hyperboles homofocales et on a trace les iso valeurs et les isostatiques des contraintes en fonction de l'intensité du frottement en changeant la nature du matériau comblant le défaut initial. on a examine un lot de plaquettes fissurées, présentant différentes inclinaisons de défaut allant de 15 a 75, en déterminant la distance entre le front de l'entaille initiale et la racine du branchement, et l'angle de branchement défini communément par l'angle que fait la direction de l'entaille avec la tangente a la racine de la fissure branchée. notamment, on a observe la propagation de deux fissures branchées, symétriques par rapport au centre du défaut, qui rejoignent la direction de la contrainte appliquée, et on a montre d'une part, comme dans le cas d'un défaut ouvert (frottement nul), que la fissure branchée est toujours initiée a une distance non nulle du front de l'entaille, et d'autre part, que pour un coefficient de frottement donne, la distance et l'angle de branchement (qui n'est plus orthogonal au plan de la fissure comme pour le frottement nul) croissent avec l'inclinaison de ce défaut par rapport a la contrainte du chargement impose.
Author: OLIVIER.. RONSIN
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Languages : fr
Pages : 203
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CETTE THESE PRESENTE UNE ETUDE EXPERIMENTALE DE LA PROPAGATION DE FRACTURES DIRIGEES DANS DE MINCES PLAQUES DE VERRE, CONFIGURATION DANS LAQUELLE LA LOCALISATION DU FRONT DE FRACTURE PAR UN GRADIENT DE TEMPERATURE PERMET LE CONTROLE DE LA VITESSE DE PROPAGATION. SELON LA LARGEUR DE LA PLAQUE DE VERRE, CARACTERISANT LA QUANTITE D'ENERGIE ELASTIQUE DISPONIBLE DANS LE MILIEU, NOUS OBSERVONS DIFFERENTS REGIMES DE PROPAGATION. POUR DE FAIBLES LARGEURS, LA FRACTURE NE SE PROPAGE PAS ; AU DELA D'UNE LARGEUR SEUIL, LA PROPAGATION EST RECTILIGNE AU MILIEU DE LA PLAQUE ; ENFIN, APRES UNE DEUXIEME VALEUR SEUIL DE LA LARGEUR, LA FRACTURE SUIT UN CHEMIN OSCILLANT REGULIER, PUIS CHAOTIQUE. L'APPLICATION DU CRITERE DE GRIFFITH AU SEUIL DE PROPAGATION, PAR CONFRONTATION AVEC UN MODELE ELASTIQUE BIDIMENSIONNEL, DONNE ACCES A L'ENERGIE DE SURFACE DU VERRE, DONT LA VALEUR NE DEPEND PAS DE LA VITESSE DE PROPAGATION DANS LE DOMAINE ETUDIE. L'ETUDE DE LA TRANSITION DE LA PROPAGATION RECTILIGNE VERS LA PROPAGATION OSCILLANTE NOUS PERMET D'AFFIRMER QUE LE CRITERE DE STABILITE DE COTTERELL ET RICE NE S'APPLIQUE PAS ICI. ENFIN, NOUS ETUDIONS LA PROPAGATION DE PLUSIEURS FRACTURES EN INTERACTION ET NOUS MONTRONS QUE POUR UN SYSTEME DE SUFFISAMMENT GRANDE TAILLE, LA DISTANCE D'EQUILIBRE ENTRE LES FRACTURES EST UNE LONGUEUR INTRINSEQUE AU SYSTEME.
Author: Jean-Bernard Dubois (titulaire d'un DEA Sciences)
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Languages : fr
Pages : 62
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Author: Vincent Lefort
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Languages : fr
Pages : 0
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Cette thèse vise à développer un modèle numérique de type lattice permettant de simuler la propagation de fissures sous l'effet d'une injection de fluide dans un milieu hétérogène quasi-fragile. Si la finalité de l'étude concerne l'étude de matrices rocheuses naturelles, dans les différentes parties du manuscrit détaillée ci-après et dans un souci de validation, le modèle a été régulièrement confronté à des résultats expérimentaux obtenus sur des matériaux cimentaires similaires à des roches naturelles en termes de comportements mécaniques et de transport mais présentant des hétérogénéités mieux contrôlées. La première partie du document est dédiée à l'étude du processus de fissuration caractéristique des matériaux quasi-fragiles présentant une zone d'élaboration. Un outil d'analyse statistique basé sur les fonctions de Ripley et permettant d'extraire une longueur caractéristique à partir d'un nuage de points -- lieux d'un endommagement mécanique -- et présenté. Il est ensuite utilisé dans le cadre d'essais numériques et expérimentaux de rupture par flexion 3 points sur des éprouvettes de bétons. Les résultats montrent que le modèle numérique de type lattice est capable de rendre compte à la fois du processus global de fissuration mais également du processus local de fissuration. Par ailleurs, cet outil permet également de montrer l'influence du mode de sollicitation sur le développement de l'endommagement au sein d'une structure. La deuxième partie du document présente une loi de comportement élasto-plastique endommageable représentative du comportement de joints. L'originalité du modèle réside dans le couplage entre l'endommagement sous sollicitation normale et la plasticité sous sollicitation tangentielle. Cette nouvelle loi permet de reproduire correctement des résultats d'essais de cisaillement indirects effectués sur des joints de plâtre séparant des épontes en mortier alors qu'un modèle de Mohr-Coulomb classique ne le permet pas. La troisième partie est dédiée à l'introduction d'un couplage hydromécanique complet dans le modèle lattice utilisé précédemment. Le couplage hydromécanique est introduit au travers du comportement poromécanique du milieu basé sur une description mécanique-hydraulique duale et intrinsèque du modèle lattice. La contrainte totale fait le lien entre la contrainte mécanique du lattice mécanique et la pression de pore du lattice hydraulique au travers du coefficient du Biot du milieu alors que la perméabilité locale pilotant le gradient de pression hydraulique est indexée sur les ouvertures locales de fissures estimées au travers du lattice mécanique. Les résultats obtenus par ce modèle hydro-mécanique dual ont été confrontés à des solutions analytiques données dans la littérature pour des fissures de type "bi-wings", et il est montré que les deux approches sont cohérentes pour une fissure parfaitement rectiligne. Après les différentes étapes de validation du modèle présentées dans les parties précédentes, la quatrième et dernière partie est dédiée à la simulation numérique du couplage hydromécanique sous-jacent à la propagation libre d'une fissure propageant sous l'effet d'une injection de fluide et de son interaction avec un joint rocheux naturel. Les trajets de fissuration, non maillés a priori, et les profils de pression au sein de la matrice poreuse sont obtenus et comparés en fonction de l'inclinaison du joint rocheux. Par ailleurs, le traitement statistique concernant les lieux d'endommagement développé en première partie est repris ici afin de caractériser l'évolution des longueurs de corrélation entre point s'endommageant au cours de la propagation de la fissure et de son interaction avec le joint. Il est montré que le modèle hydromécanique lattice permet de représenter différent mécanismes de ré-initiation de fissure à partir d'un joint suivant son inclinaison.
Author: Alain Ehrlacher
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Languages : fr
Pages : 225
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ETUDE EXPERIMENTALE PAR THERMOGRAPHIE INFRA-ROUGE DE LA DISSIPATION DANS LA PROGRESSION DE FISSURE, PUIS ETUDE THERMODYNAMIQUE D'UNE FISSURE EN PROGRESSION (PARADOXE DE RICE). ANALYSE DU COMPORTEMENT ELASTIQUE-FRAGILE: ENDOMMAGEMENT BRUTAL DANS UN SOLIDE ELASTIQUE. SOLUTIONS ANALYTIQUES ET APPROCHEES
Author: Véronique Bordi-Boussouar
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Languages : fr
Pages : 244
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CETTE THESE EST UNE CONTRIBUTION A L'ETUDE DE LA PROPAGATION DE FISSURES PAR FATIGUE DE CONTACT DE ROULEMENT. LES FISSURES DEBOUCHANTES INITIEES EN SURFACE MENENT A LA FORMATION DES PIQURES, LES FISSURES INITIEES PLUS PROFONDEMENT CONDUISENT A L'ECAILLAGE. UN MODELE NUMERIQUE (ELEMENTS FINIS) VISANT A COMPRENDRE ET A PREVOIR LA PROPAGATION DE CES DEUX TYPES DE FISSURES A DONC ETE DEVELOPPE. IL PERMET DE CALCULER LE CYCLE DE CHARGEMENT DES FISSURES EN TERMES DE FACTEURS D'INTENSITE DE CONTRAINTE EN PRENANT EN COMPTE LES DEUX FACTEURS ESSENTIELS QUI SONT LE CONTACT UNILATERAL AVEC FROTTEMENT ENTRE LES FACES DES FISSURES NON DEBOUCHANTES ET L'ACTION DU LUBRIFIANT QUI PENETRE DANS LES FISSURES DEBOUCHANTE. CELLE-CI CONSISTE EN UNE PRESSION S'EXERCANT SUR LES FACES DES FISSURES QUE NOUS DETERMINONS GRACE A UN CALCUL ELASTOHYDRODYNAMIQUE. POUR DES FISSURES PEU OUVERTES LES RESULTATS OBTENUS SONT BEAUCOUP PLUS REALISTES QUE CEUX FOURNIS PAR LA THEORIE HYDROSTATIQUE UTILISEE JUSQU'ICI POUR CALCULER LA PRESSION DU LUBRIFIANT. IL S'AVERE QUE LES FISSURES SONT SOUMISES A UN CHARGEMENT EN MODE II PUR OU EN MODE MIXTE NON PROPORTIONNEL. PARALLELEMENT, NOUS AVONS MIS AU POINT UN PROTOCOLE EXPERIMENTAL SUR MACHINE A GALETS PERMETTANT D'INITIER DES FISSURES DEBOUCHANTES DONT LES CARACTERISTIQUES PUISSENT ETRE DETERMINEES AVANT LA PHASE DE PROPAGATION. L'ANALYSE DE LA PHASE DE PROPAGATION A PERMIS DE MIEUX COMPRENDRE LES MECANISMES QUI INTERVIENNENT NOTAMMENT L'ACTION DU LUBRIFIANT ET DE VALIDER LES RESULTATS NUMERIQUES. GRACE A L'APPLICATION DE CRITERES DE PROPAGATION PAR FATIGUE EN MODE MIXTE NON PROPORTIONNEL BASES SUR LA CONTRAINTE TANGENTIELLE OU LA CONTRAINTE DE CISAILLEMENT MAXIMALES, DES SCENARIOS REALISTES D'APPARITION DES DEGRADATIONS ONT PU ETRE ETABLIS.
Author: SALAH-EDDINE.. MOUCHRIF
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Languages : fr
Pages : 175
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CE MEMOIRE PRESENTE UN ENSEMBLE DE TRAVAUX SUR LES TRAJETS DE PROPAGATION DE FISSURES EN MECANIQUE LINEAIRE TRIDIMENSIONNELLE DE LA RUPTURE FRAGILE, QUESTION QUI, SI L'ON EXCEPTE LES TRAVAUX DE RICE ET GAO ET NAZAROV, A RAREMENT ETE CONSIDEREE JUSQU'A PRESENT. DANS UNE PREMIERE PARTIE, EN CONSIDERANT UNE EXTENSION VIRTUELLE (CETTE DERNIERE, AINSI QUE LA FISSURE INITIALE, ETANT DE GEOMETRIE ARBITRAIRE), NOUS AVONS ETABLI L'EXPRESSION DU TROISIEME TERME DU DEVELOPPEMENT DES F.I.C. EN PUISSANCES DE LA LONGUEUR DE L'EXTENSION, CELLE DES DEUX PREMIERS AYANT DEJA ETE ETABLIE PAR J.B. LEBLOND. LA COMBINAISON DE CES RESULTATS ET D'UN CRITERE DE TYPE ENERGETIQUE (GRIFFITH) PERMET, EN NEGLIGEANT LE PHENOMENE DE SEGMENTATION DU FRONT EN PRESENCE DE MODE III, DE CALCULER LES DIVERS PARAMETRES GEOMETRIQUES (COURBURE, LONGUEUR ET ANGLE DE BRANCHEMENT) DE L'EXTENSION REELLE, ET DE DISCUTER AINSI CERTAINES QUESTIONS DE BIFURCATION ET DE STABILITE DU TRAJET DE PROPAGATION, EN PARTICULIER DANS LE CAS D'UNE FISSURE EN FORME DE FENTE INFINIE CHARGEE EN MODE I DANS UN MILIEU INFINI. UNE DEUXIEME PARTIE EST CONSACREE A L'ETUDE DE LA SEGMENTATION DU FRONT EN MODE MIXTE I + III. POUR CE FAIRE, NOUS AVONS CONSIDERE UNE FISSURE PLANE SEMI-INFINIE MUNIE D'UNE EXTENSION DROITE DE LONGUEUR UNIFORME ET PRESENTANT UN ANGLE DE BRANCHEMENT VARIABLE LE LONG DU FRONT. L'EVALUATION DES F.I.C. LE LONG DU FRONT DE LA FISSURE AINSI ETENDUE (PREALABLE INDISPENSABLE A TOUTE DISCUSSION DE LA PROPAGATION) NECESSITE LA CONNAISSANCE D'UN TERME PROPORTIONNEL A LA DERIVEE DE L'ANGLE DE BRANCHEMENT ET FAISANT INTERVENIR UN OPERATEUR UNIVERSEL (C'EST-A-DIRE INDEPENDANT DU PROBLEME), DONT L'ANALYSE DE LA PREMIERE PARTIE A REVELE L'EXISTENCE SANS EN FOURNIR LA VALEUR. LE CALCUL DE CET OPERATEUR EST EFFECTUE EN UTILISANT UNE TECHNIQUE DE DEVELOPPEMENT ASYMPTOTIQUES RACCORDES, PUIS LE FORMALISME DE MUSKHELISHVILI COUPLE A UNE TECHNIQUE DE TRANSFORMATION CONFORME. POUR UN CRITERE DE TYPE TAUX DE RESTITUTION D'ENERGIE MAXIMUM, ON TROUVE QUE LA CONFIGURATION SEGMENTEE DU FRONT EST PLUS FAVORISEE QUE LA CONFIGURATION RECTILIGNE, CE QUI CONSTITUE UNE PREMIERE EXPLICATION, ENCORE QUALITATIVE ET INCOMPLETE, DU PHENOMENE DE SEGMENTATION DANS LE CADRE DE LA THEORIE ENERGETIQUE DE LA RUPTURE
Author: Ahmed Toumi
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Languages : fr
Pages : 169
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CE TRAVAIL, COUPLANT UNE PARTIE EXPERIMENTALE ET UNE PARTIE NUMERIQUE EST CENTRE SUR L'ETUDE DE LA PROPAGATION DE FISSURES DE FATIGUE DANS LE BETON. LA PARTIE EXPERIMENTALE S'INTERESSE A L'ETUDE DU PROCESSUS DE DEVELOPPEMENT DE FISSURES D'UN POINT DE VUE PHENOMENOLOGIQUE, TANDIS QUE L'ETUDE NUMERIQUE S'ATTACHE A MODELISER LE COMPORTEMENT REEL DES EPROUVETTES EN TENANT COMPTE DES PRINCIPAUX MECANISMES OBSERVES. L'ETUDE EST EFFECTUEE SUR DES EPROUVETTES DE MICRO-BETON, ENCOCHEES ET TESTEES EN MODE I DE RUPTURE PAR FLEXION TROIS POINTS. LES ESSAIS SONT CONDUITS SOUS ATMOSPHERE SATUREE, ET L'OBSERVATION DU PROCESSUS DE PROPAGATION EST REALISEE AU MICROSCOPE ELECTRONIQUE A BALAYAGE (MEB), MOYENNANT LA TECHNIQUE DE SIMPLE REPLIQUE. LES RESULTATS D'OBSERVATIONS MICROSCOPIQUES MONTRENT QUE, SOUS CHARGEMENT STATIQUE, L'AMORCE D'UNE FISSURE UNIQUE SE PRODUIT A UN SEUIL D'ENVIRON 60% DU PIC DE CHARGE. LES RESULTATS D'OBSERVATIONS MONTRENT QUE LES MECANISMES DE PROPAGATION DES FISSURES DE FATIGUE, SIMILAIRES EN SURFACE ET AU CUR DES ECHANTILLONS, SE CARACTERISENT ESSENTIELLEMENT PAR DES PHENOMENES DE BRANCHEMENTS. CONTRAIREMENT AUX ESSAIS STATIQUES, LE FRONT DE FISSURE EST PLAT DES LES PREMIERS CYCLES. LES BRANCHEMENTS SE SONT REVELES ETRE LE RESULTAT DE LA FORTE INTERACTION ENTRE LES SURFACES DE FRACTURE. LES LONGUEURS DE FISSURES EVALUEES PAR LA METHODE DE LA COMPLIANCE SONT EN EFFET TRES SOUS ESTIMEES EN COMPARAISON AVEC LES LONGUEURS MESUREES. LA CINETIQUE DE PROPAGATION EST CONFRONTEE AU MODELE DE PARIS. LES RESULTATS MONTRENT QUE LA VALIDITE DE CE MODELE EST ETROITEMENT LIEE AU TAUX DE CHARGE MAXIMAL DES CYCLES. LA MODELISATION NUMERIQUE PROPOSEE PAR ELEMENTS FINIS EST DE TYPE ELASTIQUE AVEC FISSURE COHESIVE, OU UN CRITERE EN CONTRAINTES DETERMINE LE CRITERE DE PROPAGATION. LA LOI DE COMPORTEMENT EN TRACTION INTRODUITE S'APPUIE D'UNE PART SUR LA RESISTANCE EN TRACTION ET L'ENERGIE DE FISSURATION MESUREES, ET D'AUTRE PART SUR LA LOI D'HYSTERESIS DETERMINEE PAR METHODE INVERSE. LE MODELE EST VALIDE SUR LES ESSAIS DE FLEXION STATIQUES ET CYCLIQUES.
Author: KAIMING.. LIANG
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LES MECANISMES DE FISSURATION FONT INTERVENIR A LA FOIS LA MICROSTRUCTURE INTRINSEQUE DES MATERIAUX ET LES CONDITIONS DE SOLLICIATION EXTERNE. POUR ETUDIER L'INFLUENCE DE LA MICROSTRUCURE, NOUS AVONS CHOISI UNE LARGE GAMME DE MATERIAUX PRESENTANT DIFFERENTES MICROSTRUCTRES. L'EFFET DE LA SOLLICITATIN A ETE ETUDIE AVEC PLUSIEURS METHODES D'ESSAIS MECAIQUES. LA METHODE D'INDENTATIN RETIENT PLUS PATICULIEREMENT NOTRE ATTETION AFIN D'OBSERVER LES CARACTERSTIQUES DE LA FISSURATION. NOUS AVONS AINSI DEVELOPPE LES POINTS SUIVANTS: 1) TECHNIQUE D'INDENTATION: UN NOUVEAU MODELE DE FISSURATION A ETE ETABLI ET UNE NOUVELLE FORMULE UNIVERSELLE A ETE PROPOSEE. CETTE FORMULE PERMET DE MESURER LA TENACITE D'UN MATERIAU FRAGILE QUELS QUE SOIENT LA CHARGE APPLIQUEE ET LE PROFIL DE FISSURES INDUIT PAR L'INDENTATION. ELLE PERMET EGALEMENT DE MESURER LA TENACTE DE LA SURFACE D'UN MATERIAU. PAR AILLEURS, UNE AUTRE FORMULE A ETE DEVELOPPEE POUR EVALUER LA VALEUR DU K#I#S#C#C (LE SEUIL DU FACTEUR D'INTENSITE DE CONTRAINTE DANS UN MILIEU DONNE) D'UN MATERIAU; 2) LE JOINT DE GRAIN RESITE A LA PROPAGATION DE LA FISSURE ET DE CETTE FACON IL RENFORCE LES MATERIAUX NON CUBIQUES ET ELEVE LA RESISTANCE A LA PROPAGATION; 3) UNE FAIBLE TENEUR EN PHASE DISPERSEE PEUT DIMINUER RAPIDEMENT LA TAILLE DE GRAINS DE LA MATRICE ET CONDUIT DONC A RENFORCER LES MATERIAUX ET A RALENTIR LA PROPAGATION DE LA FISSURE; 4) LA FISSURATION PEUT ETRE CONTROLEE PAR LES DEFAUTS PONCTUELS. UN CHAMP ELECTRIQUE OU UNE IRRADIATION AUX ULTRAVIOLETS INDUISENT DES DEFAUTS ET UNE FRAGILISATION DU MATERIAU; 5) LE RENFORCEMENT DES COMPOSITES AL#2O#3-ZRO#2 PAR MICROFISSURATION DEPEND DE LA TENEUR EN PHASE MONOCLINIQUE. DAS CE CAS, LA FISSURE EST DEVIEE LE LONG DES INTERFACES PARTICULES DE-MATRICE, CE QUI AUGMENTE LA TENACITE MAIS DIMINUE LA RESISTANCE A LA RUPTURE; 6) LE RENFORCEMENT DES COMPOSITES AL#2O#3-ZRO#2 PAR TRANSFORMATION MARTENSITIQUE DEPE
