D. E. A.

DYNAMIQUE DES STRUCTURES ET SYSTEMES COUPLES (DSSC)


 
 

Présentation, Enseignants, Liste des cours, Contenu des cours,

Inscriptions, Laboratoires associés au DEA

Stages, Thèses

Téléchargements: Présentation du DEA (pdf) Emploi du temps (fichier excel)




















Présentation du DEA DSSC

















Le DEA Dynamique des Structures et Systèmes Couplés (DSSC) a été créé en 1995. Il est spécialisé dans l'analyse des phénomènes de vibrations et propagations d'ondes au sein des structures en relation avec leur environnement, par exemple fluide. Les moyens de calculs actuels permettent en effet de s'intéresser non seulement à des pièces mécaniques isolées, arbitrairement extraites de leur environnement, mais, plus généralement, à des systèmes mécaniques complexes faisant intervenir des structures en interactions. Cela conduit à une double ouverture de la formation :

A titre d'illustrations, la réduction du bruit dans les véhicules de transport à l'intérieur, pour les aspects de confort, ou à l'extérieur, comme les bruits d'échappement, pour les aspects environnementaux, est un sujet de préoccupation important pour tous les constructeurs automobiles. Le déploiement de la simulation, de manière à réduire le coût de la conception, implique des efforts de recherche et développement considérables. La biomécanique, enfin, met en úuvre des systèmes fortement couplés qui nécessitent la prise en compte de l'interaction fluide-structure et de conditions aux limites évolutives nouvelles, par exemple pour la conception de prothèses adaptatives. Les besoins industriels sont donc importants et constituent un gisement de problèmes scientifiques qui devraient permettre de préparer très sérieusement à la recherche des étudiants passionnés.

Le DEA Dynamique des Structures et Systèmes Couplés vise à préparer les étudiants le suivant, à cette évolution rapide et importante de la Mécanique des Structures et à la maîtrise des moyens modernes d'analyse. Cette formation doit permettre de procéder à la résolution de problèmes complexes concrets, et d'utiliser des démarches conceptuelles et des analyses scientifiques rigoureuses.

En ce qui concerne la formation théorique, des modules de cours, de 15H chacun, sont proposés sur les thèmes suivants :

Le contenu scientifique de ces cours est détaillé à la fin de cette section. Les cours affichés en rouge, sont obligatoires. Les autres sont électifs. Le choix de ces derniers est élaboré en concertation avec un enseignant du DEA, de manière à constituer un parcours formateur, compte tenu du projet personnel de l'étudiant. Les examens ont lieu environ 15 jours après la fin de chaque module.

En ce qui concerne la formation pratique, les étudiants effectuent, d'une part, un projet de recherche, dont les sujets sont portés à leur connaissance courant novembre. Ils y consacrent environ une journée par semaine, soit, approximativement, une centaine d'heures, au total. Une pré-soutenance d'état d'avancement de projet est organisée mi-décembre et une soutenance, avec remise d'un rapport écrit, se déroule fin février.

D'autre part, les étudiants font un stage de recherches d'une durée de 4 à 6 mois dans une des équipes d'accueil indiquées ci-dessous, ou dans un centre de recherche de l'industrie. Le sujet et la convention de stage doivent être validés par un des enseignants correspondants du DEA, compte tenu des résultats obtenus dans les modules. A l'issue du stage, un mémoire est rédigé et soutenu oralement devant l'équipe enseignante du DEA.

Enfin, des conférences ayant pour thème la simulation en dynamique des structures sont données par des ingénieurs et chercheurs issus du milieu industriel. L'assistance aux divers séminaires des Ecoles Doctorales, ainsi qu'aux séminaires de Mécanique de l'Ile de France Sud est expressément recommandée aux étudiants. Des séances d'initiation à divers logiciels de calculs des structures sont proposées.

Pour obtenir le Diplôme, les étudiants doivent obtenir une note supérieure à la moyenne aux examens portant sur les 10 modules de cours, au projet de recherches et au stage. Le rattrapage des notes inférieures à la moyenne est effectué début septembre. La mention est attribuée à partir de la moyenne pondérée des modules (coefficient 1 chacun), du projet de recherches (coefficient 2) et du stage (coefficient 4) au mois de Septembre par le Jury du DEA.

Les étudiants sont sélectionnés sur dossier en Juin. En ce qui concerne les étudiants ayant suivi leurs études en France, une maîtrise de Mécanique ou de Mathématiques Appliquées, ou l'admission en troisième année d'Ecole d'ingénieurs, a fortiori un diplôme d'ingénieur permettront l'inscription moyennant des notes suffisantes dans les diverses disciplines de la Mécanique et/ou des Mathématiques Appliquées.

Les inscriptions des étudiants se font dans un seul établissement, en s'adressant à l'un des correspondants dont la liste est donnée ci-dessous. Les élèves de troisième année des écoles co-habilitées s'inscrivent dans leur école d'origine. Le paiement des droits et frais est effectué dans l'établissement d'inscription selon les procédures et avec les montants habituels à ces établissements. La convention éventuelle de stage est signée par l'établissement où l'étudiant est inscrit.

Enfin, les étudiants trouvent naturellement des débouchés dans les centres de recherches et développement de la fonction publique ou de l'industrie, comme chercheurs ou ingénieurs d'études. Les industries concernées appartiennent par exemple au domaine des transports terrestres, maritimes et aéronautiques. Le Génie Civil est également intéressé par cette formation pour la prise en compte des effets des séismes, impacts ou explosions sur les grandes structures (bâtiments de réacteur, barrages, ponts) ou des effets du vent, dans les grands ponts à haubans par exemple.
 
 


Inscriptions dans les établissements

 Les demandes de dossier d'inscription peuvent être effectuées auprès des établissements dont les adresses sont indiquées ci-dessous:
 
 

ECP MSSMat

Etienne Balmes

92295 Chatenay Malabry Cedex

Tél: 01 4113 1357 Fax: 01 4113 1442

balmes@ecp.fr Informations sur le DEA

Maryse Robin Service concours, retrait de dossier d'inscription.

ENPC

Denis Duhamel

CERMMO ENPC, 6,8 Av. Blaise Pascal 

Cité Descartes Champs sur Marne

77455 Marne la Vallée Cedex

Tél: 01 6415 3728 Fax: 01 6415 3741

denis@cermmo.enpc.fr

CNAM

Philippe Destuynder

292, rue Saint Martin 

75003 Paris

Tél: 01 3045 0009 Fax: 01 3058 0277

destuynd@cnam.fr

ENSTA/UMA

Anne-Sophie Bonnet-Ben Dhia

32 Boulevard Victor

75739 Paris Cedex 15

Tél: 01 45 52 43 84 Fax : 01 4552 5282

bonnet@ensta.fr

Ecole Polytechnique

Hubert Maigre

LMS Ecole Polytechnique 

91128 Palaiseau

Tél: 01 6933 3365 Fax: 01 6933 3026

maigre@lms.polytechnique.fr

Université Paris XII Val de Marne

Salah Naili

Faculté des Sciences et Technologie

Laboratoire de Mécanique Physique

61, Avenue du Général de Gaulle

94010 Créteil Cedex

Tél : 01 4517 1445 Fax : 01 4517 1433

naili@univ-paris12.fr

Université de Marne la Vallée

Christian Soize

Laboratoire de Mécanique

5 Bd Descartes

77454 Marne la Vallée Cedex 2

Tél: 01 6095 7661 Fax: 01 6095 7657

soize@univ-mlv.fr


 


Enseignants du DEA

 


 
 

Présentation des modules

N.B. : chaque module correspond à 15 heures de cours.
 
 

Calculs et essais pour l'étude des vibrations et la validation de modèles

E. Balmès (ECP) (balmes@mss.ecp.fr)

L'environnement vibratoire des structures est souvent un point essentiel dans la conception mécanique de systèmes complexes. Il est souvent critique pour des raisons de sécurité (instabilités aérodynamiques des avions et ouvrages d'art, résistance aux charges de lancement pour les satellites, ...), de confort (accélérations perçues par les passagers d'un véhicule, niveaux de rayonnement acoustique, ...) ou de performance (fatigue des matériaux, stabilité de visée optique, ...). Les essais dynamiques ont par ailleurs une richesse spatiale qui les rends très utiles pour la validation de modèles.

Le cours aborde les problèmes d'analyse modale expérimentale, d'utilisation de méthodes de réduction de modèles pour l'étude de problèmes paramétrés, et montre comment ces deux sujets doivent être maîtrisés pour la corrélation calculs/essais et le recalage de modèles dynamiques. L'ensemble du processus est illustré par une application sur ordinateur couplée avec un TP de mesure.

Plan

1. Analyse modale aspects théoriques : relations entrées/sorties, troncature modale, amortissement

2. Analyse modale expérimentale : techniques de mesure, méthodes d'identification

3. Méthodes de réduction, synthèse modale, calcul des sensibilités

4. Critères de corrélation calculs essais, méthodes d'expansion modale

5. Recalage de modèles dynamiques

6. Application sur ordinateur, travaux pratiques et étude bibliographique

Bibliographie

D.J. Ewins (1991), Modal testing Theory and Practice, Wiley

W. Heylen, , S. Lammens, P. Sas (1997), Modal Analysis Theory and Testing, KUL Press, Leuven, Belgium

F. Hemez, C. Farhat (1993), Locating and identifying structural damage using a sensitivity based model updating methodology, ASME/ASCE/AHS/ASC structures, structural dynamics and materials conference, La Jolla, CA, pp 2641-2653

R. R. J. Craig (1987), A review of time-domain and frequency domain component mode synthesis methods, Int. J. Anal. and Exp. Modal Analysis, vol. 2, no. 2, pp. 59-72.

E. Balmès (1998), Efficient sensitivity analysis based on finite element model reduction, IMAC, pp. 1168-117.

E. Balmès (1999), Sensors, degrees of freedom, and generalized modeshape expansion methods, IMAC.
 
 

Comportement des matériaux à grandes vitesses de déformations

H. Maigre(Polytechnique) (maigre@lms.polytechnique.fr), C. Mariotti (CEA)

Les moyens de calculs puissants aujourd'hui disponibles permettent d'aborder la simulation de phénomènes dynamiques transitoires souvent rencontrés dans le domaine de la sécurité. Les principaux effets induits par des vitesses de sollicitation élevées sur le comportement des quelques classes essentielles de matériaux seront donc discutés ainsi que les techniques spécifiques de mesure du comportement dynamique des matériaux

Plan

1. Comportement des matériaux sous sollicitations dynamiques

2. Etudes expérimentales en dynamique

3. Rupture dynamique

Bibliographie

N. Cristescu (1967), Dynamic Plasticity, North Holland.

H. Kolsky (1963), Stress waves in solids, Clarendon .

H. D. Bui (1978), Mécanique de la rupture fragile, Masson.
 
 

Mécanique du contact

H. Ben Dhia (ECP) (bendhia@mss.ecp.fr)

Le contact entre solides, en statique, quasi-statique et dynamique (impact) est une problématique mécanique non linéaire, par essence, et importante dans un spectre très large d'applications industrielles telles que la mise en forme, le crash ou l'impact, à grandes vitesses, d'objets sur des structures terrestres ou spatiales (Problèmes de sécurité). Le but du cours est de donner des éléments mécaniques et numériques permettant la modélisation de ces problèmes, tout en soulignant des points relevant encore du domaine de la recherche.

Plan

1. Contacts unilatéraux en grandes transformations continues et discrètes

2. Prise en compte des phénomènes de frottements : Modèles de Tresca et Coulomb

3. Applications industrielles : Mise en forme de structures minces

4. Quelques problèmes de contact en dynamique : impact

Bibliographie

N. Kikuchi, J.T. Oden (1988), Contact Problems in Elasticity, SIAM, Philadelphia.

J.O. Halquist, G.L. Goudreau, D.J. Benson (1985), Sliding interfaces with contact impact in large scale Lagrangian computations, Comp. Meth. Appl. Mech. Engng., 51, pp. 107-137.

Mathematical and Computer Modelling, Special Issue (1998); Recent Advances in Contact Mechanics, Vol.28, N° 4-8, Pergamon.

H. Ben Dhia (1998), Mécanique du contact : Cours Ecole Centrale de Paris.
 
 

Contrôle des vibrations et du bruit

D. Duhamel (ENPC) (denis@cermmo.enpc.fr)

Le cours décrit les méthodes mises en úuvre pour parvenir à réduire les vibrations indésirables des structures et le bruit rayonné. Une distinction est faite entre les méthodes passives (amortisseurs, isolants ...) et les méthodes actives qui agissent sur la structure à l'aide d'actionneurs contrôlés par un système électronique. Le problème sera d'abord abordé sous l'aspect théorique dans le but d'estimer la faisabilité du contrôle. Ensuite seront examinés les algorithmes permettant de réaliser ce contrôle avant d'aboutir finalement à la description des capteurs, des actionneurs et à l'implémentation effective des algorithmes dans une mise en úuvre expérimentale réelle.

Plan

1. Effets, sources, techniques passives de contrôle

2. Contrôle actif

3. Algorithmes de contrôle actif

4. Contrôle optimal

5. Capteurs et actionneurs, Mise en úuvre électronique, TP de contrôle actif

Bibliographie

P.A. Nelson, S.J. Elliott (1992), Active noise control, Academic Press.

C.R. Fuller, S.J. Elliott, P.A. Nelson (1996), Active control of vibration, Academic Press.

S.M. Kuo, D.R. Morgan (1996), Active noise control systems, Wiley.

C.H. Hansel, S.D. Snyder (1997), Active control of noise and vibration, E & FN Spon.
 
 

Couplage aéroélastique

P. Destuynder (CNAM) (destuynd@cnam.fr)

L'objectif est d'étudier les instabilités pouvant survenir pour une structure flexible plongée dans un écoulement. Ce cours prolonge celui de vibration.

Plan

1. Classification des instabilités dynamiques

2. Les outils classiques de localisation des cycles limites

3. La méthode des formes normales et le chaos

4. Modélisation couplée des phénomènes aéroélastiques et aéroacoustiques

Bibliographie

Ph. Destuynder (1994), Polycopié cours IPSI.

R. Bisplinghoff, H. Ashley (1975), Principles of aeroelasticity, Dover.

E.H. Dowell, H.C. Curtiss, R.H. Scanlan, F. Sisto (1989), A modern course in aeroelasticity, Kluwer.
 
 

Couplages dans les systèmes et les matériaux : applications aux milieux vivants

S. Naili (Univ. Paris XII) (naili@univ-paris12.fr)

Ce cours vise à décrire quelques situations de couplages rencontrées dans les milieux vivants. Si l'objectif premier est d'aider les cliniciens dans leurs diagnostics, et de développer l'instrumentation et les organes de substitution, les domaines étudiés ouvrent un large spectre d'applications telles que les vibrations dans les conduites ou les matériaux actifs...L'accent est mis d'une part sur la modélisation mécanique et numérique, et d'autre part, sur la nécessité de simplifier les problèmes compte tenu de leurs complexités.

Plan

1. Un panorama partiel des problèmes actuels

2. Couplages fluide-paroi : modélisation des écoulements internes de fluides incompressibles newtoniens, stationnaires et instationnaires, avec de grands déplacements de paroi, problèmes d'auto-contacts, exemples et applications.

3. Matériaux adaptatifs : thermodynamique des milieux continus ouverts, lois de couplages, exemples et applications.

Bibliographie

Y.C. Fung (1984), Circulation, Springer-Verlag.

Y.C. Fung (1993), Biomechanics : mechanics properties of living tissues, Springer-Verlag.

Y.C. Fung 1990), Biomechanics : motion, flow, stress and growth, Springer-Verlag.
 
 

Dynamique non linéaire

D. Aubry (ECP) (aubry@mss.ecp.fr)

Les besoins récents de l'industrie automobile en particulier en matière de sécurité au crash, dans les transports en général et dans le Génie Civil ont accru la nécessité de prévoir le comportement des structures soumises à de grandes déformations en régime dynamique assez rapide. L'objectif de ce cours est d'examiner les méthodes actuelles et les tendances futures de simulation numérique dans ce domaine, dans un cadre mécanique et numérique rigoureux.

Plan

1. Description de Lagrange, Lagrange mise à jour, ALE

2. Algorithmes explicites, implicites, stabilité, adaptativité

3. Structures minces

4. Structures articulées flexibles

5. Modélisation du crash automobile : caisse, mannequin, airbag, soudures , barrières, optimisation

Bibliographie

K.J. Bathe, O. Guillermain, J. Walczak, H.Y. Chen (1997), Advances in non linear finite element analyses of automobiles, Comp. Structures, Vol. 64, No 5/6, pp. 881-891.

T. Belytschko , T.J.R. Hughes (1983), Computational methods for transient analysis, North Holland

J.C. Simo, K. Wong (1991), Unconditionally stable algorithms for rigid body dynamics that exactly conserve energy and momentum, Int. J. Num. Meth., 31, pp. 19-52.
 
 

Dynamique stochastique des structures

C. Soize (UMLV) (soize@univ-mlv.fr)

Les modélisations en dynamique des structures nécessitent d'une part, la prise en compte de sollicitations complexes de nature aléatoire et d'autre part, la modélisation des incertitudes sur les paramètres mécaniques et géométriques par des grandeurs aléatoires. L'objet de ce cours est de fournir l'ensemble des bases nécessaires.

Plan

1. Introduction de la dynamique stochastique sur un système mécanique simple : l'oscillateur à un degré de liberté

2. Généralités sur les processus stochastiques

3. Dynamique stochastique linéaire

4. Notions de dynamique stochastique non-linéaire

Bibliographie

P. Kree, C. Soize (1983), Mécanique Aléatoire, Dunod.

P. Kree, C. Soize (1986), Mathematics of Random Phenomena, Reidel.

C. Soize (1993), Méthodes mathématiques en analyse du signal, Masson.

C. Soize (1994), The Fokker-Planck Equation for Stochastic Dynamical Systems, World Scientific.

R. Ohayon, C. Soize (1998), Structural Acoustics and Vibration, Academic Press.
 
 

Interaction dynamique sol-structure

D. Clouteau (ECP) (clouteau@mss.ecp.fr)

La prévision de la réponse des structures soumises à des efforts dynamiques en particulier provenant de séismes est un sujet d'actualité et de recherches, si l'on veut disposer de méthodes efficaces et prenant en compte l'environnement de celles-ci: hétérogénéité et raideur du sol sous-jacent, flexibilité du système de fondations, type de sources sismiques. L'ensemble du cours s'attache dans le cadre d'une approche unifiée à proposer de telles méthodes et à discuter l'importance de ces divers facteurs.

Plan

1. Interaction sol-structure: cas d'une fondation rigide

2. Champ incident dans un espace stratifié

3. Equations intégrales

4. Eléments finis de frontière

5. Sous-structuration dynamique

6. Effets de site

7. Sources mobiles

8. Effets non linéaires

Bibliographie

D. Aubry (1986), Sur une approche intégrée de l'interaction sismique sol-structure; Revue Française de Géotechnique.

D. Aubry, D. Clouteau (1988), A subdomain approach to dynamic soil-structure interaction, Recent Advances in Earthquake Engineering, Ouest Edition.

K. Aki, P.G. Richards (1980), Quantitative seismology, theory and methods, Freeman.

W.M. Ewing, W.M. Jardetsky, F. Press (1957), Elastic waves in layered media Mac Graw Hill.

B.L.N. Kennett (1983), Seismic wave propagation in stratified media Cambridge University Press.
 
 

Interactions fluide structure et vibroacoustique interne

R. Ohayon (CNAM) (ohayon@cnam.fr)

Il s'agit d'introduire et d'étudier les modélisations mécanique et numérique des vibrations linéaires de structures élastiques couplées à des fluides internes dans le domaine modal dit des basses fréquences. Les fluides sont des liquides ou des gaz. Ces problèmes, importants pour tous les secteurs de l'industrie, interviennent d'une part, en vibroacoustique pour les problèmes de bruit interne et d'autre part, en hydroélasticité pour les vibrations de réservoirs remplis partiellement de liquide.

Plan

1. Couplage d'une structure élastique avec un gaz ou un liquide interne (équations générales, choix des variables

d'état, formulations variationnelles)

2. Couplage d'une structure avec un liquide interne en présence d'une surface libre, avec ou sans gravité (équations
générales, choix des variables d'état, formulations variationnelles)

3. Discrétisations par la méthode des éléments finis, modèles matriciels réduits et sous-structuration dynamique

Bibliographie

H. Morand, R. Ohayon (1992), Interactions fluides structures, Masson.

H. Morand, R. Ohayon (1995), Fluid Structure Interaction, Wiley.

R. Ohayon, C. Soize (1998), Structural Acoustics and Vibration, Academic Press.

R. Ohayon, C. Soize (1999), Méthodes numériques avancées en vibroacoustique basses et moyennes fréquences, Revue Européenne des Eléments Finis.
 
 

Modélisation des sources et synthèse sonore

A. Chaigne (ENSTA) (chaigne@ensta.fr)

Le concept de "qualité sonore" est principalement issu de l'acoustique musicale et de la facture instrumentale. Il est devenu aujourd'hui essentiel dans plusieurs secteurs de l'industrie : le claquement d'une portière ou encore le craquement d'un biscuit interviennent de façon importante dans le choix d'un produit. Les techniques de synthèse visent à simuler ces sons à partir des équations de l'acoustique et de la dynamique des structures. D'un point de vue perceptif, on montre que les régimes transitoires revêtent ici une importance particulière qui pousse à privilégier l'approche temporelle. Les mécanismes d'amortissement et les mécanismes d'excitation non-linéaires (impact, frottements,...) jouent un rôle primordial dans la qualité des sons synthétisés.Ce cours vise à donner un aperçu sur les techniques actuelles de synthèse. Plusieurs exemples illustreront le caractère pluridisciplinaire de la démarche qui associe étroitement l'acoustique, la dynamique des structures, la perception des sons et l'analyse numérique.

Plan

1. Bases de la synthèse sonore

2. Simulation de systèmes vibroacoustiques non couplés

3. Modélisation des amortissements

4. Simulation de systèmes vibroacoustiques couplés

Bibliographie

A. Chaigne (2000), Numerical simulation of sound sources, polycopié.

A.H.P. Van der Burgh (Guest Editor) (1998/99), Special issue on fluid-structure interaction in acoustics, Flow, Turbulence and Combustion 61(1-4), Kluwer Academic Publishers.

G. Cohen (1994), Méthodes numériques d'ordre élevé pour les ondes en régime transitoire, Collection didactique INRIA.

N. H. Fletcher and T.D. Rossing (1998), Physics of musical instruments.
 
 

Problèmes inverses en dynamique des structures

M. Bonnet (Polytechnique) (bonnet@lms.polytechnique.fr)

La détermination de paramètres de lois de comportement en dynamique, l'actualisation de modélisations de sructures à partir de grandeurs dynamiques mesurées ou l'identification de défauts par méthodes non destructives (ondes) constituent des exemples importants de problèmes inverses en dynamique des structures. Ce cours expose les difficultés posées par la résolution des problèmes inverses et détaille sur les situations précédemment mentionnées la mise en oeuvre de méthodes adaptées, reposant sur la prise en compte d'informations a priori.

Plan

1. Problèmes inverses et problèmes mal posés: définition et exemples

2. Conversion en problèmes de minimisation avec régularisation, rôle des informations a priori

3. Méthodes de l'état adjoint

4. Exemple : reconstruction de sources acoustiques (problème inverse linéaire)

5. Exemple : l'actualisation de modélisations de sructures (problème inverse non-linéaire)

6. Exemple : Contrôle non destructif et identification des fissures (problème inverse non-linéaire)

Bibliographie

M. Bonnet (coord.), Ph. Pilvin, M. Raynaud, M. Reynier (1995), Problèmes inverses en mécanique des solides. Cours, Institut pour la Promotion des Sciences de l'Ingénieur (Paris).

H. D. Bui (1993), Introduction aux problèmes inverses en mécanique des matériaux, Eyrolles.

P.C. Hansen (1998), Rank-deficient and discrete ill-posed problems, SIAM, Philadelphia.

A. Tarantola (1987), Inverse problem theory, Elsevier.

A.N. Tikhonov, A.V. Goncharski, V.V. Stepanov, A.G. Yagoda (1995) Numerical methods for the solution of ill-posed problems, Kluwer.
 
 

Propagation acoustique guidée

A.S. Bonnet-Ben Dhia (ENSTA), V. Pagneux (Univ. du Maine) (bonnet@ensta.fr)

Ce cours concerne la modélisation et la simulation numérique de la propagation acoustique dans un conduit. On montre comment la méthode multimodale  (éventuellement couplée a une méthode variationnelle ) permet de  tenir compte d'effets thermovisqueux,  de variations de la section, de couplage avec les vibrations de la paroi ou de la présence d'un écoulement.

Plan:

1. Méthodes modale et variationnelle dans un guide d'onde uniforme

2. Conduits a section variable

3. Couplage avec les vibrations de la paroi

4. Effets thermiques et visqueux, couches limites

5. Couplage avec un écoulement cisaillé, modes hydrodynamiques

Bibliographie

P.J.T. Filippi (1994), Acoustique Générale, Les Editions de Physique.

M.S. Howe (1998), Acoustics of Fluid-Structure Interactions. Cambridge Monographs on Mechanics.
 
 

Propagation des ondes

A.S. Bonnet-Ben Dhia, C. Hazard (ENSTA) (bonnet@ensta.fr)

La dynamique des milieux continus fait apparaître une grande diversité de phénomènes de propagation d'ondes : ondes acoustiques (propagation d'un son dans un fluide), ondes élastiques (propagation d'un séïsme dans un sol), ondes de gravité (propagation de la houle dans l'océan)... L'objet de ce cours est de donner une présentation unifiée des notions attachées à la propagation des ondes dans ces divers domaines de la mécanique. Tout en insistant sur les particularités propres à chaque problème physique, nous montrerons comment les mêmes méthodes permettent d'étudier différents phénomènes tels que la réflexion et/ou la transmission d'une onde en présence d'une interface, les effets de confinement et de guidage par des interfaces ou des hétérogénéités, ou encore le rayonnement d'une source ou d'une onde diffractée par un obstacle.

Plan :

1. Des phénomènes physiques aux équations d'ondes

2. Pourquoi parler d'ondes périodiques en temps ?

3. L'émission d'une onde. La notion de rayonnement

4. L'effet local d'une interface entre deux milieux : réflection, diffraction, transmission

5. Un résultat des réflections multiples : le guidage.

Bibliographie

J.D. Achenbach (1973), Wave propagation in elastic solids North Holland.

L.M. Brekhovskikh, V. Goncharov (1994), Mechanics of Continua and Wave Dynamics, Springer.

J. Miklowitz (1978), The theory of elastic waves and waveguides, North Holland.
 
 

Quelques méthodes mathématiques pour l'analyse des vibrations

Ph. Destuynder (CNAM) (destuynd@cnam.fr)

L'objectif de ce cours est de donner les grandes méthodes d 'analyse et d 'optimisation des structures plongées dans leur environnement dans le domaine vibratoire.

Plan

1. Notion de vibrations, de résonance et de stabilité

2. Principaux exemples (poutres, plaques etc...)

3. Dépendance du comportement vibratoire par rapport aux données d 'un modèle

4. Contrôlabilité et contrôle anti-vibration

5. Structures intelligentes

6. Sous structuration dynamique

7. Sensibilité vibratoire vis-à-vis des défauts
 
 

Vibrations et vibroacoustique externe en basses et moyennes fréquences

C. Soize (UMLV) (soize@univ-mlv.fr)

Il s'agit d'introduire et d'étudier les modélisations mécanique et numérique d'une part, pour les vibrations linéaires des structures dans le domaine des moyennes fréquences et d'autre part, pour la vibroacoustique externe avec des liquides ou des gaz. Le système vibroacoustique est constitué d'une structure ou d'une structure couplée avec un fluide interne, système introduit et étudié dans le cours ''Interactions fluide structure et vibroacoustique interne''. Ces problèmes importants pour tous les secteurs de l'industrie, interviennent pour la prévision et la réduction du bruit rayonné par les structures et du bruit interne.

Plan

1. Vibrations des structures dans le domaine des moyennes fréquences (modélisation des incertitudes et de la
complexité structurale, résolution directe et notions sur les modèles matriciels réduits)

2. Formulation intégrale et méthode numérique pour le problème d'acoustique externe

3. Vibroacoustique externe en basses et moyennes fréquences d'une structure couplée avec un fluide externe
(formulation variationnelle et méthodes numériques)

4. Vibroacoustique d'une structure contenant un fluide interne et couplée avec un fluide externe

Bibliographie

R. Ohayon, C. Soize (1998), Structural Acoustics and Vibration, Academic Press.

R. Ohayon, C. Soize (1999), Méthodes numériques avancées en vibroacoustique basses et moyennes fréquences, Revue Européenne des Eléments Finis.
 
 

VIBRATIONS NON LINEAIRES ET FROTTEMENT

 D. Le Nizerhy (ISMCM) (dominique.le_nizerhy@ismcm-cesti.fr)

L'étude des phénomènes d'instabilités liés au frottement et à leurs conséquences, constitue un champ d'investigation important, notamment dans le domaine des industries du transport. Les mécanismes tendant à expliciter ces phénomènes unissent en général des concepts liés à la tribologie et à la mécanique non linéaire. Leur interprétation nécessite une bonne connaissance en vibrations non-linéaires des structures et des ensembles mécaniques, en théorie des bifurcations et en comportement chaotique des systèmes dynamiques. L'objectif du cours vise à donner les moyens d'étudier la stabilité des systèmes dynamiques discrétisés avec contact et frottement et d'examiner les méthodes actuelles de simulation numérique dans ce domaine. Plan

Bibliographie

Séminaire

 E. Balmès (ECP) (balmes@mss.ecp.fr)

Des conférenciers extérieurs, issus d'entreprises ou de centres de recherches appliquées, présentent des applications où les questions de vibrations et d'acoustique occupent une place importante. Les exemples proviennent de l'industrie aéronautique, automobile, construction navale ... Le planning et les thèmes sont disponibles à l'adresse: MAE/concep01.html sous le thème "Conférences d'ingénierie mécanique".
 
 



 

Exemples de sujets de stages



Exemples de sujets de thèses


Laboratoires associés


UMR CNRS 8579

Laboratoire de Mécanique Sol Structures Matériaux

D. Aubry ECP/CNRS
EA 2140

Mécanique des structures et des systèmes couplés

R. Ohayon CNAM
ESA 7052 CNRS

Laboratoire de Mécanique Physique

D. Geiger Université Paris XII Val de Marne

 
EA 2545

Laboratoire de Mécanique

C. Soize Université Marne la Vallée
Analyse des matériaux

CERMMO

D. Duhamel ENPC
URA 853 CNRS 

Simulation et Modélisation des Phénomènes de Propagation

A.S. Bonnet-Ben Dhia ENSTA
UME Mécanique ENSTA A. Chaigne ENSTA
UMR CNRS 7649 

Laboratoire de Mécanique des Solides

P. Berest Polytechnique
Groupe Méthodes Mathématiques pour la Mécanique

CERMICS

D. Chevallier ENPC
UMR 113 LCPC/CNRS 

Section de Mécanique et Physique des Systèmes Complexes

P. Argoul LCPC