Développement d'une procédure d'estimation du dommage par fatigue des emballages de transport à partir des données spectrales.

Development of a procedure based on spectral data to estimate the damage by fatigue of a transport packaging.

• Auteur / Autrice : Victor Huart
• Direction : Damien Erre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Energétique, génie des procédés
• Date : Soutenance le 01/07/2016
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne ; 2000-2011)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe de Recherche en Sciences Pour l’Ingénieur (GRESPI) EA 4694 (Reims, Marne)
• Jury : Président / Présidente : Fadila Maroteaux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Damien Erre, Serge Odof, André Preumont
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Vincent Rouillard, Daniel Coutellier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transport de marchandises

Mots clés libres

Dommage. fatigue

Signal aléatoire

Chocs. vibration. secousse

Analyse spectrale

Emballage

Matériaux

Damage. fatigue

Random signal

Shocks. vibration. shake.

Spectral analysis

Packaging

Materials

Résumé

Cette thèse traite de l’étude des contraintes induites par le transport de marchandises. Les systèmes d’emballage reposent sur une multitude de fonctionnalités : transporter, protéger, informer,etc… Leur dimensionnement est un paramètre important quant à la protection d’un produit. Lors des transports, les marchandises sont soumises à un important panel de contraintes physiques. Ces contraintes vont engendrer des dégâts et de l’usure. Cette usure peut être étudiée en décomposant les signaux accélérométriques en cycles de contraintes afin d’observer leur l'influence. Ce travail de thèse vise, dans un premier temps à estimer les dommages par fatigue provoqués par un transport particulier sur un système d’emballage donné. Dans ce cas, l'extraction de cycles de contraintes n'est pas appropriée (l'enregistrement continu des longs transports est matériellement difficile). Cette estimation est donc réalisée à partir des densités spectrales de puissance (PSD) et du calcul de leurs moments spectraux, des différentes phases de transport. Dans un second temps, ce travail consiste à réaliser en laboratoire des tests induisant un dommage par fatigue similaire aux transports réels, mais réalisés sur une durée beaucoup plus courte. La méthode de réduction de temps de test repose ici sur les expressions de calcul du dommage afin de déterminer un facteur multiplicateur de PSD réelle afin d’obtenir une PSD de test reproduisant le dommage du transport réel dans un temps plus court. Pour ce faire, ce facteur prend en compte le comportement mécanique de vieillissement des systèmes testés.

This thesis is focused on studies of the goods transport induced stresses. Packaging systems are composed of a multitude of functionalities: to transport, to protect, to inform, etc. Their development is an important parameter referring to the goods protection. During transports, goods endure an important panel of mechanical stress. This stress induces damages par fatigue. This damage by fatigue can be studied in decomposing the acceleration signal into stress cycles. This decomposition permits to observe the influence of each stress cycle. This thesis work, in a first step, consists in estimating the damage by fatigue generated during a particular transportation on a given packaging. In this case, stress cycle extraction is not appropriated (continuous record of long transportation is difficult point of view devices). This estimation is realized from the power spectral densities (PSD) and the calculation of the spectral moments of transport phases. The second aim of this work is to develop a simulation protocol inducing the same damage rate on packaging as the actual transportation, in a shorter time. The test time compression method is here based on the damages estimation expression. The aim consists in determining a PSD multiplicative factor to generate a PSD of test witch induce the same damage as the actual transport in a shorter duration. This test time compression take into account the mechanical behavior of damage accumulation for a particular system.