Mini projets

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On génère une multitude de petites fissures (dites de faïençage thermique) en plongeant dans l'eau glacée une bille préalablement mise au four. A l'inverse, une bille préalablement refroidie (azote liquide) va se rompre par l'intérieur. On étudie les divers modes de rupture possibles liés aux contraintes thermomécaniques, et on cherche à prévoir la taille des réseaux de fissures.

Ce projet a pour but d'illustrer le retour élastique de tôles en acier ou en aluminium après déformation plastique; il montre que le rayon final est d'autant plus grand que (i) la tôle est mince, (ii) la limite d'élasticité est faible, (iii) le module d'élasticité est grand.

Dans le cas des structures vissées, l'art du serrage consiste à appliquer suffisamment d'effort pour l'assemblage ne se dévisse pas, mais pas trop pour ne pas générer de rupture. Le processus résulte finalement d'un équilibre entre les propriétés élastoplastiques des composants, et les frottements, le tout arbitré par la géométrie locale des boulons et des pas de vis...

La question est de caractériser les champs des contraintes dans des poutres en PMMA mise en flexion en utilisant la photoélasticité. On cherchera à mesurer l'orientation et la valeur des contraintes principales dans ces poutres et on en déduira une prévision de la charge à la rupture des poutres, que l'on validera enfin par l'expérience.

Les fils de brasures étain-plomb présentent un comportement viscoplastique à la température ambiante. On cherche à identifier la loi correspondante en utilisant des essais de fluage et de relaxation. Le projet comporte donc la réalisation des essais, leur analyse, et leur simulation numérique avec des lois qui sont à définir.

Les hydrogels sont des matériaux biocompatibles que l'on peut utiliser en remplacement des disques intervertébraux. Leur utilisation nécessite bien entendu une caractérisation fine, que l'on se propose d'effectuer dans ce projet.

En mécanique des roches et des sols, les données expérimentales utilisées pour définir ces lois de comportement proviennent d'essais triaxiaux classiques ou d'essais spéciaux, de type oedométrique ou de type brésilien. Dans ce mini-projet, on se limitera à un essai de compression uniaxiale (essai triaxial avec un confinement nul) et à un essai brésilien qui permet la mesure, d'une façon indirecte, de la résistance à la traction. Les essais seront réalisés sur des éprouvettes de gypse.

La théorie permet entre autres d'étudier la déformée des poutres, le risque de flambement, les vibrations. Ce mini-projet offre l'occasion de comparer les résultats numériques avec des expériences simples, qui permettent de juger de la validité des hypothèses avancées, pour plusieurs géométries et plusieurs matériaux.

La superposition d'un grand nombre de plis élémentaires constitués de nappes de fibres unidirectionnelles noyées dans une matrice permet d'optimiser les propriétés des plaques composites obtenues vis-à-vis de chargements imposé particuliers (traction, flexion, torsion). On se propose dans ce projet de mener de façon coordonnée une étude expérimentale et des simulations numériques, afin de mieux comprendre les raisons de l'excellente tenue des matériaux composites.

Un ski est une structure complexe qui supporte des efforts importants et qui doit combiner rigidité en patin et souplesse en spatule. Ce mini-projet offre l'occasion de tester un ski en flexion et torsion, et de faire le lien entre la structure interne et les propriétés mécaniques globales. On fournit pour cela une paire de ski, l'un est entier, l'autre découpé en plusieurs morceaux.

L'aile d'un avion est une poutre très complexe, qui subit une quantité de chargements différents. Ce mini-projet offre l'occasion de mener une enquête afin de déterminer les principaux paramètres géométriques d'une aile d'avion, puis de mener une étude libre dans laquelle on va chercher à justifier les capacités étonnantes de l'aile (pratiquement 7 m de flèche en bout d'aile sans endommagement de la structure !).

Une fissure dont la direction est perpendiculaire à la direction de la plus grande contrainte normale principale se propage en général en ligne droite, dans un matériau isotrope. Ce projet permet d'étudier le chemin qu'elle suit lorsqu'elle n'est pas orientée ainsi en début de sollicitation. Plusieurs critères théoriques seront comparés aux essais, qui seront réalisés pendant le mini-projet.

On veut réaliser une passerelle provisoire pour un décor de théâtre. Le but du mini-projet est de trouver les meilleurs matériaux, en suivant plusieurs critères, au nombre desquels la résistance mécanique, mais également le coût des matériaux et de la mise en place.

On peut facilement régler la taille de grain des alliages d'aluminium par prédéformation puis traitement thermique. On réalisera différents spécimens, dont on caractérisera ensuite les propriétés en traction simple

On durcit classiquement les élastomères en réalisant des mélanges avec des poudres de carbone, dont les grains sont de taille micrométrique. Le but de ce projet est d'étudier plutôt le renfort obtenu à l'aide de nanotubes de carbone, de taille mille fois plus faible, et dont les propriétés mécaniques sont exceptionnelles. Il s'agit donc de réaliser des essais mécaniques sur des mélanges disponibles pour le projet, et de développer un modèle simple expliquant le comportement obtenu.

Le but de ce mini-projet est d'étudier le flambage d'une coque mince en utilisant comme essai de référence l'écrasement d'une balle de Ping-pong entre deux plateaux. L'étude combine approche expérimentale, modèle analytique et modèle numérique.