Thèse soutenue

Modélisation numérique du comportement dynamique de structures d'emballages complexes par méthodes d’homogénéisation.
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Auteur / Autrice : Pham Tuong Minh Duong
Direction : Ying Qiao Guo
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences - STS
Date : Soutenance le 23/11/2012
Etablissement(s) : Reims
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe de Recherche en Sciences Pour l’Ingénieur (GRESPI) EA 4694 (Reims, Marne)
Jury : Président / Présidente : Damien Erre
Examinateurs / Examinatrices : Ying Qiao Guo, Isabelle Fandeux escobar, Serge Batkam, Boussad Abbes
Rapporteurs / Rapporteuses : Manuel François, Mabrouk Ben Tahar

Mots clés

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Résumé

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Les palettes sont très largement utilisées pour le transport, le stockage et la manutention de marchandises. Une palette chargée de bouteilles d'eau (emballage tertiaire) est constituée : d'une palette en bois, des packs (emballages secondaires) contenant un ensemble de 6 bouteilles d'eau (emballages primaires) enveloppés par un film plastique, des intercalaires en carton ondulé, et d'une housse plastique rétractable ou étirable pour le maintien et la protection de la marchandise palettisée. L'objectif général de cette thèse est de modéliser et de simuler le comportement statique et dynamique d'une palette durant le transport routier à l'aide du logiciel Abaqus. La simulation détaillée des bouteilles, des packs et des intercalaires constituants la palette est très fastidieuse et complexe à mettre en œuvre. Nous proposons de réaliser l'homogénéisation sur les packs et les intercalaires pour diminuer largement le temps de préparation des géométries et des maillages, ainsi que le temps CPU. Un modèle d'homogénéisation de l'intercalaire en carton ondulé est proposé. Il consiste à calculer les rigidités globales pour une plaque homogène équivalente. Ce modèle d'homogénéisation analytique permet de calculer rapidement et correctement ces rigidités globales et leurs couplages. Le comportement suivant l'épaisseur de l'intercalaire a beaucoup d'influence sur le glissement des packs. Nous avons donc développé un modèle solide en trois couches pour prendre compte le comportement élasto-plastique suivant l'épaisseur. Le pack de 6 bouteilles d'eau a été homogénéisé en caractérisant son comportement global par des essais expérimentaux et des simulations par la méthode des éléments finis. Le remplacement des packs par des solides homogènes de forme simplifiée permet de diminuer largement le nombre d'éléments et d'éviter le traitement du contact bouteille-bouteille et bouteille-film. De nombreux essais expérimentaux et simulations numériques avec nos modèles d'homogénéisation ont été réalisés pour étudier le comportement statique et dynamique de palettes chargées de bouteilles d'eau. Les résultats obtenus par les essais expérimentaux et les simulations numériques sont comparés pour valider nos modèles d'homogénéisation.