Fiabilité et optimisation des structures mécaniques à paramètres incertains : application aux cartes électroniques

Reliability and optimization of mechanical strucures in uncertain parameters : application to electronic cards

• Auteur / Autrice : Safa Assif
• Direction : Abdelkhalak El Hami, Mohamed Agouzoul, Younes Aoues
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 25/10/2013
• Etablissement(s) : Rouen, INSA en cotutelle avec École Mohammadia d'ingénieurs (Rabat, Maroc)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences physiques mathématiques et de l'information pour l'ingénieur (Saint-Etienne-du-Rouvray, Seine-Maritime ; ....-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique de Normandie (Saint-Etienne-du-Rouvray, Seine-Maritime ; 1993-....)
• Jury : Président / Présidente : Mohammed Mliha Toauti
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Eduardo de Cursi Souza, Saad Choukri
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Bouchaïb Radi, Moussa Karama, Rachid Ellaia

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Fiabilité

Matériaux -- Fatigue

Cartes à mémoire

Mots clés libres

Fiabilité

Optimisation

Incertitude

Cartes électroniques

Joint de brasure

Fatigue

Reliability

Optimization

Uncertainties

Electronic board

Solder joint

Fatigue

Résumé

L'objectif principal de cette thèse est l'étude de la fiabilité des cartes électroniques. Ces cartes sont utilisées dans plusieurs domaines, tels que l’industrie automobile, l’aéronautique, les télécommunications, le secteur médical, ..., etc. Elles assurent toutes les fonctions nécessaires au bon fonctionnement d’un système électronique. Les cartes électroniques subissent diverses sollicitations (mécaniques, électriques et thermiques) durant la manipulation et la mise en service. Ces sollicitations sont dues aux chutes, aux vibrations et aux variations de température. Elles peuvent causer la rupture des joints de brasage des composants électroniques. Cette rupture entraine la défaillance du système électronique complet. Les objectifs de ce travail sont: - Développer un modèle numérique pour la simulation du drop-test d’une carte électronique ; - Prédire la durée de vie en fatigue des joints de brasure en tenant compte des incertitudes des diverses variables ; - Développer une méthode d’optimisation fiabiliste pour déterminer la géométrie optimale qui assure un niveau cible de fiabilité d’une carte électronique ; - Application d’une nouvelle méthode hybride d’optimisation pour déterminer la géométrie optimale d’une carte électronique et d’un joint de brasure. Cette thèse a donné lieu à deux publications dans une revue indexée, et deux projets de publication et quatre communications dans des manifestations internationales.

The main objective of this thesis is to study the electronics’ cards reliability. These cards are used in many fields, such as automotive, aerospace, telecommunications, medical. They provide all necessary electronic functions for well functioning of an electronic system. Electronic cards are undergoing various extreme stresses (mechanical, electrical, and thermal) when handling and commissioning. These stresses are due to drops, vibration and temperature variations. They may cause solder joints failures’ of electronic components. This may causes the failure of the entire electronic system. The objectives of this work are: To develop a numerical model to simulate the drop test of an electronic card; To predict the fatigue life of solder joints in uncertain environment of the variables; To develop a reliability-optimization method to determine the optimal geometry providing a targeted reliability level of an electronic card; To apply a new hybrid optimization method in order to determine the optimal geometry both of an electronic card and a solder joint.