Corrections 15/7/11 : modalités d examen (dia ). Correction 16/9/11 : modalités d examen (dia ) : notes personnelles remplacées par un

Transcription

1 Corrections 15/7/11 : modalités d examen (dia ). Correction 16/9/11 : modalités d examen (dia ) : notes personnelles remplacées par un résumé personnel.

2 Les cours de mécanique des milieux continus (CNST-H-200 dont l intitulé est aujourd hui mécanique des solides et des fluides) et de thermodynamique contiennent la plupart des notions et principes fondamentaux à la mécanique des fluides et du solide. Ces deux disciplines interagissent très souvent pour l analyse des applications citées. La liste n est pas exhaustive, et sera reprise plus loin. A noter que les applications de la thermodynamique en mécanique du solide apparaissent par exemple lorsque l on étudie des lois de comportement non linéaires pour des matériaux particuliers ou que l on a une approche énergétique de la mécanique. Nous n en ferons pas beaucoup usage dans ce cours, mais ces concepts seront nécessaires à un approfondissement.

3 La plupart des applications industrielles sont aujourd hui résolues par simulation numérique (éléments finis principalement). Le cours de mécanique des structures vise donc à faire comprendre le fonctionnement structural de géométries simples (ici les poutres, mais on peut étendre les résultats aux plaques ou aux coques).

4 La Faculté des Sciences appliquées de l ULB a adopté en 2005 un plan stratégique dans lequel elle a mis en évidence que ses équipes de recherche et d enseignement se distinguaient par leurs compétences dans 2 axes thématiques (santé et développement durable) et 1 axe transversal (modélisation et simulation). Ce cours contient des éléments dans les 3 axes. Ingénierie et santé : quelques illustrations montreront que la biomécanique est un champ d application privilégié de la mécanique des structures Développement durable : la conception des structures et l utilisation des matériaux doivent être repensées suite à la prise de conscience du développement durable. Calcul : ce cours se situe évidemment dans une approche de modélisation de la mécanique des structures.

5 La notion d aptitude au service est cruciale. Elle signifie que toute structure doit être conçue pour être apte à rendre un service défini. Durant la phase de conception, l ingénieur est amené à dimensionner la structure mais aussi à prévoir sa mise en œuvre (montage) ainsi que son exploitation, son entretien et sa durée de vie (y compris les aspects de recyclage éventuels).

6 Les bases scientifiques de ce cours sont réputées acquises par les cours de mécanique. Le terme art de l ingénieur que j ai souvent trouvé un peu pompeux est pourtant celui que le Centre Georges Pompidou (Beaubourg) avait retenu pour son exposition en 1997 [Picon, 1997].

7 Contextualisation du cours : quelques exemples.

8 La tour Burj Dubai est conçue pour être la plus haute tour du monde (705m). Le groupe belge BESIX est un des principaux réalisateurs. Le viaduc de Millau est l un des ouvrages d art les plus audacieux. Le bureau d études Greisch (Liège) y a contribué significativement.

9 Le bureau d études Ney&Partners est l un des bureaux d ingénierie les plus innovants pour l instant en Belgique. Notre équipe a contribué au calcul de vibrations de cette passerelle. En effet, depuis l incident lors de l inauguration du Millenium Bridge ( la problématique des vibrations dues aux piétons a pris une plus grande importance dans les phases de conception.

10 Les logiciels MSC Nastran et Pam-Crash sont des logiciels majeurs de simulation par éléments finis de problèmes mécaniques. Il en existe d autres : Abaqus, CATIA, I-DEAS, SAMCEF, etc. L exemple de droite illustre que les sociétés automobiles ont de plus en plus recours aux outils de simulation pour diminuer les coûts des crash-tests.

11 Un des enjeux de l industrie du transport est de diminuer le poids de la structure (pour diminuer la consommation énergétique). Cette figue illustre un projet de recherches en cours au sein du service BATir en collaboration avec l UCL et le CRM). Ce projet vise à développer des aciers à haute performance obtenu par transformation de phase (aciers TRIP/TWIP) voir cours de physique des matériaux. Du point de vue scientifique, une des difficultés consiste à tenir compte du caractère hétérogène du matériau et de déterminer correctement la loi de comportement à l échelle micro [Massart, 2003]. Références de la fiugre : Q. Furnémont, The micromechanics of TRIPassisted multiphase steels, PhD Thesis, UCL, 2003

12 Depuis la fin de ma thèse de doctorat [Bouillard, 1997], je coordonne les recherches en vibro-acoustique au sein de BATir. Cette dia illustre les enjeux du développement de méthodes numériques performantes pour la simulation des moyennes fréquences [Bouillard, 2004]. Il en existe en Belgique 2 sociétés leaders dans leur domaine : LMS International pour le matériel expérimental et son logiciel SYSNOISE ( et la Free Field Technologies pour son logiciel ACTRAN (

13 Clairement, le secteur aéronautique fait appel à des ingénieurs pour concevoir et dimensionner leurs structures. De nombreuses entreprises sont implantées en Belgique, surtout en Région wallonne (Sabca, Techspace Aero, Sonaca). La RW a d ailleurs décidé de contribuer à l émergence d un centre de recherches en aéronautique, basé à Gosselies (CENAERO).

14 Une application très courante : le transport et le stockage de fluides.

15 Le stockage de matières solides présente de nombreuses caractéristiques communes avec le stockage de fluides.

16 Outre les aspects électro-mécaniques des dispositifs illustrés, qui sont prépondérants dans la conception, ne pas oublier la phase de conception des structures.

17 Illustration de développements récents, à la frontière entre l ingénierie et la médecine. Le défi proposé est la conception de prothèses en matériaux biocompatibles qui présentent des caractéristiques proches de l os initial, sous peine de modifier les conditions mécaniques et d induire d autres pathologies.

18 La Faculté des Sciences appliquées de l ULB a réalisé, en partenariat avec la Faculté Polytechnique de l UMons, un référentiel de compétences. Il s agit d un document présentant une vision idéale des compétences que notre programme de formation vous permet de développer. Dans cette dia, les compétences développées par ce cours sont listées.

19 Les chapitres I.1 à I.3 constituent des rappels du cours de Mécanique des solides et des fluides.

20 Le Chapitre II.9 ne sera pas illustré par des exercices. Il sera donc exposé à la fin du cours.

21 Seuls les concepts majeurs du chapitre II.13 seront évoqués au cours. Il ne fait donc pas partie de la matière du cours à maîtriser.

22 N hésitez jamais à me poser une question!

23

24