La fiabilité des systèmes complexes est un défi majeur pour les entreprises industrielles. Ces dernières doivent répondre aux exigences des donneurs d'ordre dont le non-respect entraînerait des pénalités compromettant les marchés futurs. L'un des enjeux majeurs de l'optimisation fiabiliste est d'établir une surveillance rigoureuse, capable de prédire et de détecter les modes de défaillances des systèmes étudiés. Cet ouvrage présente les avancées de la recherche et de l'industrie appliquées aux domaines de l'optimisation, de la fiabilité et de la prise en compte des incertitudes en mécanique. Ce couplage est à la base de la compétitivité des entreprises dans les secteurs de l'automobile, de l'aéronautique, du génie civil ou encore de la défense.
Accompagné d'exemples détaillés, Incertitudes, optimisation et fiabilité des structures présente les nouveaux outils de conception les plus performants. Il s'adresse aux ingénieurs et aux enseignants-chercheurs.
Cet ouvrage est conforme au nouveau programme de mathématiques et en développe successivement tous les différents thèmes.
Chaque chapitre propose un rappel des définitions et des principaux résultats du cours et un ensemble d'exercices d'application.
Un guide pour la fiabilité et l'optimisation des systèmes, qui prend en compte les incertitudes dans la modélisation et la résolution des problèmes et qui intègre les idées les plus récentes issues de la recherche et de l'industrie.
La mécatronique associe l'informatique, la mécanique et l'électronique. Elle permet d'améliorer les performances des systèmes électroniques embarqués en réduisant leurs poids, leurs volumes, leurs consommations d'énergie et leurs coûts. Ces équipements doivent fonctionner sans défaillance pendant des durées de service de plus en plus longues. Les systèmes mécatroniques embarqués 2 présente les avancées de la recherche et de l'industrie appliquées aux domaines des systèmes mécatroniques qui intègrent la fiabilité dans le processus de conception. Accompagné d'exemples détaillés, cet ouvrage développe une méthodologie de caractérisation des défauts des systèmes mécatroniques. Il analyse la modélisation multi physique des défauts, révélant les faiblesses de création et les mécanismes de défaillance. L'élaboration de méta-modèles permettant de simuler les effets sur la fiabilité des conditions d'emploi et de fabrication est également exposée.
Dynamique des structures de grande taille et problèmes inverses traite des différents aspects de la dynamique stochastique, de la résolution de grands systèmes mécaniques et des problèmes inverses. Il intègre les idées les plus récentes de la recherche et de l'industrie dans le domaine de la dynamique stochastique et de l'optimisation en mécanique structurale sur onze chapitres.
Cet ouvrage fournit une mise à jour sur les différents outils pour faire face aux incertitudes, à la dynamique stochastique, à la fiabilité et à l'optimisation des systèmes. Le couplage optimisation-fiabilité dans la dynamique des structures est abordé afin de prendre en compte les incertitudes dans la modélisation et la résolution des problèmes rencontrés.
Accompagné d'exemples détaillés, incertitudes, optimisation, fiabilité, réductions de modèles, cette oeuvre présente les nouveaux outils de conception les plus performants. L'ouvrage s'adresse aux étudiants et constitue également un support précieux pour les ingénieurs en activité et pour les enseignants-chercheurs.
Composé de deux volumes, Fiabilité des systèmes mécatroniques de forte puissance offre de nouvelles méthodes permettant, à la fois, de concevoir plus vite et à moindre coût les futurs dispositifs mécatroniques de rupture pour les secteurs industriels de l'automobile et de l'aéronautique, et de leur garantir une fiabilité accrue.
Ce deuxième volume analyse les avancées de la recherche et de l'industrie appliquées aux domaines des processus de conception par la fiabilité et l'approche expérimentale. À l'aide d'exemples détaillés, il présente une méthodologie de caractérisation des défauts des systèmes mécatroniques.
D'autre part, il traite de la compilation des essais aggravés et accélérés réalisés sur différents types de composants et sous-systèmes de forte puissance et offre des informations indispensables pour la sécurisation des futurs équipements qui viendront s'intégrer dans les automobiles, les avions et les hélicoptères de demain.
Ce premier ouvrage dédié à la fiabilité des systèmes mécatroniques de forte puissance traite de la mécatronique embarquée, technologie qui combine la mécanique, l'électronique, le logiciel et le contrôle commande, et élément clé de la compétitivité des entreprises.
Dans un contexte de recherche perpétuelle d'amélioration de la compétitivité industrielle, Fiabilité des systèmes mécatroniques de forte puissance 1 présente de nouvelles méthodes permettant de concevoir plus vite et à moindre coût les futurs dispositifs mécatroniques de rupture pour les secteurs de l'automobile et de l'aéronautique, tout en leur garantissant une fiabilité accrue.
Cette fiabilité est de plus validée numériquement par des modèles multiphysiques et probabilistes inédits qui pourraient à terme aboutir à de nouveaux standards de conception et de fiabilité prévisionnelle.
L'optimisation, domaine en plein essor, permet de répondre aux besoins de maximisation des performances et de minimisation des coûts, notamment grâce à l'augmentation considérable des puissances de calcul. L'utilisation de logiciels de simulation donne aux entreprises un avantage stratégique significatif et leur permet d'assurer un développement plus efficace de leurs solutions.
Optimisations et programmations analyse les méthodes de base et celles avancées permettant de résoudre les problèmes d'optimisations linéaire et non linéaire. La première partie de cette étude examine certains outils de recherche opérationnelle tels que les programmations linéaire, en nombres entiers, dynamique et stochastique. La deuxième partie traite des optimisations combinatoire, non linéaire sans contraintes et sous contraintes.
À travers des exemples détaillés, chaque chapitre présente les outils d'optimisation numériques les plus performants ainsi que des applications sous Matlab® adaptées au domaine de l'ingénierie.
Le livre n'est pas un cours, mais un document de référence pour rassembler, synthétiser, résumer et clarifier les définitions, les hypothèses et les résultats généraux dans les différents domaines relevant de la mécanique, et ultérieurement pour recadrer et rafraîchir ce qui a pu être un peu oublié.
Conforme au nouveau programme de mathématiques (mai 2013) des classes préparatoires MP et MP* 2e année, ce livre est un support fiable pour une préparation efficace aux concours.
L'ouvrage est organisé en 13 chapitres qui traitent avec clarté et précision les différentes notions du programme (analyse, algèbre et calcul de probabilité). Il progresse au rythme du programme officiel.
Chaque chapitre débute par des rappels, puis résume avec précision toutes les définitions et tous les résultats à connaître (sans démonstrations). Des exemples variés assurent une bonne illustration des notions abordées.
Plus de 300 exercices d'application directe du cours ou d'approfondissement, classés par difficulté croissante facilitent une compréhension progressive du cours complétée par des problèmes de synthèse impliquant différents thèmes.
Le dernier chapitre est consacré à des sujets de concours développés avec leurs solutions complètes.
Les éléments d'analyse présentés constituent l'essentiel des enseignements de mathématiques en première année des écoles d'ingénieurs avec classe préparatoire intégrée (INSA, UTT, ENSAM) et en premiers cycles universitaires scientifiques orientés vers les mathématiques, la physique et l'informatique (MPI).
Divisé en six chapitres, l'ouvrage développe, de manière approfondie et avec un constant souci pédagogique, les différentes notions de calcul différentiel et intégral, et les équations différentielles. Chaque chapitre débute par des rappels, des définitions et s'appuie sur des exemples variés et des illustrations graphiques.
Plus de 160 exercices et problèmes de synthèse complètement résolus, facilitent une assimilation progressive et sûre des notions développées. Les exercices proposés sont de difficulté graduée et accompagnés de commentaires sur l'utilisation des différents outils du cours.
La démarche suivie privilégie la réflexion par rapport à différentes applications des sciences pour l'ingénieur et aide résolument à acquérir les automatismes qui permettent d'aborder sereinement les épreuves des examens et concours.
L'ouvrage : niveau B (1 UP - Licence).
Ce livre est le compagnon de tous ceux qui pratiquent le calcul scientifique. Il rassemble l'essentiel des enseignements des techniques numériques dans les écoles d'ingénieurs et les universités. Mais il est remarquable qu'il ne suppose aucune connaissance préalable en analyse numérique et il est toujours de lecture facile. L'ouvrage expose les différentes méthodes numériques : résolution des systèmes linéaires (directe et itérative), résolution des équations non linéaires, résolution des équations différentielles.
Il présente les différents outils d'interpolation, de dérivation et intégrations numériques et d'optimisation sans contraintes. Chaque chapitre débute par des rappels et des définitions illustrés par des exemples numériques variés et des représentations graphiques. Par souci pédagogique, l'outil Matlab est introduit à la fin de chaque chapitre pour familiariser le lecteur avec cet outil. Chaque chapitre est accompagné de différents exercices de difficulté graduée et des problèmes de synthèse complètement résolus.
Certains exercices résolus par Matlab peuvent servir de travaux pratiques.
La mécatronique associe l'informatique, la mécanique et l'électronique. Elle améliore les performances des systèmes électroniques embarqués en réduisant leurs poids, leurs volumes, leurs consommations d'énergie et leurs coûts. Les équipements mécatroniques doivent fonctionner sans défaillance pendant des durées de service de plus en plus longues. Les conditions d'emploi particulièrement sévères de la mécatronique embarquée font apparaître des mécanismes de défaillance qui sont sources de pannes. Jusqu'à maintenant ces phénomènes de défaillance n'ont pas été abordés suffisamment en profondeur pour être maîtrisés. Cet ouvrage présente deux méthodologies : l'approche statistique d'optimisation de la conception par la fiabilité et l'approche expérimentale pour la caractérisation de l'évolution des systèmes mécatroniques en mode de fonctionnement. Il analyse également les nouveaux outils d'analyse des effets des contraintes d'origine thermique, vibratoire, humide, électrique et électromagnétique.
Par son approche interdisciplinaire, la mécatronique permet l'intégration en synergie de la mécanique, de l'électronique, de l'automatique et de l'informatique dans la conception et la fabrication d'un produit en vue d'optimiser sa fonctionnalité. Cet ouvrage étudie la détection des défauts de matériaux par la lumière polarisée à partir d'une analyse optimisée des données expérimentales basée sur des modèles statistiques et théoriques. Les méthodes mises en oeuvre dans le cadre de recherches fondamentales sur les matériaux innovants sont explicitement décrites. Défauts à l'échelle nanométrique en lumière polariséedéveloppe également les différentes théories sur la lumière, ses états de polarisation et son interaction avec la matière. Il présente les techniques optiques de type sonde et pompe-sonde qui permettent de caractériser les défauts des matériaux susceptibles d'impacter la performance d'un produit.
La série Fiabilité des systèmes multiphysiques s'intéresse aux avancées de la recherche et de l'industrie appliquées aux domaines de l'optimisation, de la fiabilité et de la prise en compte des incertitudes des systèmes. Ce couplage est à la base de la compétitivité des entreprises dans les secteurs de l'automobile, de l'aéronautique, du génie civil ou de la défense.
Cet ouvrage multidisciplinaire analyse les outils nécessaires pour l'intégration du concept de fiabilité dans les applications biomécaniques en particulier la conception des prothèses orthopédiques et orthodontiques.
Il étudie la fiabilité des structures pour l'intégrer dans les applications biomécaniques en considérant l'incertitude sur le chargement, la géométrie et les matériaux. La fiabilité des systèmes est par la suite abordée en considérant plusieurs scénarios de défaillances.
Des formulations de haut niveau de précision permettent de traiter les matériaux des tissus vivants. Plusieurs méthodes récentes sont proposées afin d'effectuer l'analyse de fiabilité sur les applications biomécaniques surtout les prothèses orthopédiques et orthodontiques.
La série Fiabilité des systèmes multiphysiques s'intéresse aux avancées de la recherche et de l'industrie appliquées aux domaines de l'optimisation, de la fiabilité et de la prise en compte des incertitudes des systèmes. Ce couplage est à la base de la compétitivité des entreprises dans les secteurs de l'automobile, de l'aéronautique, du génie civil ou de la défense.L'intégration de l'optimisation et de la fiabilité en conception structurale intervient de façon primordiale dans l'augmentation des performances et de la sûreté dans les domaines aérospatiaux et automobiles. Mais elle reste encore difficile à appliquer dans certains domaines, notamment celui de la biomécanique. Cet ouvrage introduit les principes de base de l'optimisation structurale, qu'il classifie en trois grandes familles, d'échelle, de forme et de topologie, puis il traite de son intégration en biomécanique. Il détaille également les différentes stratégies de l'intégration de la fiabilité en optimisation structurale et examine les modèles dits de conception et de topologie. Il présente enfin les approches déterministe et fiabiliste qu'il applique à la conception de prothèses orthopédiques et orthodontiques.
La mécanique des fluides occupe une place transversale dans de nombreux domaines de la science et de la technologie. Elle dépasse même les frontières de la physique pour intéresser la biologie.
Mécanique des fluides se concentre sur l'approche analytique des problèmes à travers l'étude des fondamentaux de la mécanique : statique, cinématique, fluides parfaits, calcul des pertes de charge et calcul élémentaire des poussées. La modélisation y est autant que possible simple ou simplifiée. Chaque problème résolu est placé dans la perspective d'un rappel extensif des notions indispensables à la compréhension du sujet.
Cet ouvrage pédagogique associe une approche élémentaire et un approfondissement de la discipline. Un large public, du technicien à l'ingénieur, et du doctorant à l'enseignant-chercheur sont concernés par les problèmes et les méthodes qu'il propose.
Avec la révolution industrielle, la mécanique des fluides s'est imposée comme une discipline centrale. Cet ouvrage explore la diversité des approches de cette discipline.
Le fluide est devenu incontournable dans toutes les industries de haute technologie : aéronautique, aérospatiale, automobile, etc. Propulsion compressible et approche numérique en mécanique des fluides analyse le traitement de problèmes complexes à travers des exemples d'application en milieu industriel.
La problématique des fluides visqueux est traitée sous un angle analytique ainsi que la thermodynamique combinée à la mécanique, l'occurrence d'irréversibilités locales, l'approche numérique, la modélisation et la simulation. L'évaluation des performances d'une éolienne Darrieus à pales droites par des calculs numériques est l'une des applications étudiées.
La résolution des problèmes est assise sur des rappels fondamentaux - principes de base et équations générales - dans la perspective de l'accessibilité à un large public.
La plupart des problèmes physiques peuvent être écrits et approximés sous la forme d'équations mathématiques. Les mathématiciens ont toujours cherché à trouver des solutions analytiques aux équations rencontrées dans les différentes sciences de l'ingénieur. Cependant, ces équations sont parfois compliquées et demandent beaucoup d'efforts pour les simplifier.
L'objectif de cet ouvrage est d'introduire et d'étudier les méthodes numériques, de base et avancées, pour pouvoir faire du calcul scientifique. Ce dernier désigne la mise en oeuvre des démarches adaptées au traitement d'un problème scientifique issu de la physique ou de l'ingénierie.
Méthodes numériques avancées sous Matlab® 1 traite de l'approximation des fonctions et fournit les différentes méthodes pour résoudre les systèmes linéaires : méthode directe, itérative, calcul des valeurs propres et vecteurs propres. Chaque chapitre rappelle l'essentiel des différentes méthodes de résolution et présente plusieurs applications au domaine de l'ingénieur, de même que des programmes développés sous le logiciel Matlab.
L'objectif de cet ouvrage est d'introduire et d'étudier les méthodes numériques de base et celles avancées pour pouvoir faire du calcul scientifique. Ce dernier désigne la mise en oeuvre des démarches adaptées au traitement d'un problème scientifique issu de la physique ou de l'ingénierie.
Méthodes numériques avancées sous Matlab® 2 est constitué de deux parties. La première présente la résolution des équations non linéaires et des équations différentielles. La seconde traite des différentes méthodes numériques utilisées pour la résolution des équations aux dérivées partielles.
Chaque chapitre débute par des rappels et des définitions illustrées par des exemples numériques variés et des représentations graphiques. À la fin de chaque chapitre, on initie le lecteur aux différentes commandes du logiciel Matlab relatif aux méthodes exposées. Comme dans de nombreux domaines, la pratique joue un rôle essentiel dans la compréhension et la maîtrise de ces méthodes.
Équations du mouvement 5 traite de la dynamique des ensembles de solides rigides et déformables. Dans ce volume, sont employés des outils mathématiques appropriés (calcul torsoriel et calcul matriciel) pour obtenir les équations du mouvement d'une chaîne de solides et les résoudre afin d'obtenir l'information nécessaire à la conception des systèmes mécaniques.
Après avoir appliqué le principe fondamental de la dynamique au mouvement d'une chaîne de solides et obtenu les équations du mouvement d'un système linéaire de solides, l'ouvrage étudie le comportement vibratoire d'un système de n masses-ressorts-amortisseurs et les vibrations de plusieurs types de solides (rigide, déformable, ou encore un ensemble de plusieurs solides). Il présente également une étude de la réponse d'un système excité en fonction de la fréquence d'excitation.
Accompagné d'exemples détaillés, l'ouvrage s'adresse aux étudiants et constitue un support précieux pour les ingénieurs en activité et les enseignants-chercheurs.
Les innovations en rupture dans les domaines de l'ingénierie quantique et des nanosystèmes s'appuient sur les méthodes développées en recherche. Une maîtrise des techniques de mesure et de l'application de modèles théoriques basés sur les principes de la mécanique quantique sont nécessaires.Cet ouvrage présente des méthodes expérimentales pour développer et caractériser les matériaux à l'échelle nanométrique, pour des cas pratiques d'applications des ondes électromagnétiques tels que la 5G ou l'hétérodynage en optique. Il traite également des matériaux intelligents par le couplage électromécanique des piézoélectriques, en se focalisant sur la réduction des échelles et sur les applications électromécaniques. L'utilité des méthodes d'analyse statistique basées sur les facteurs de sûreté et sur les techniques de calcul les plus avancées en fiabilité est démontrée pour l'optimisation des systèmes employés dans la caractérisation, l'expérimentation et la conception de produits industriels.
Les nanosciences, les nanotechnologies et les lois de la physique quantique sont source d'innovations de rupture. À partir de systèmes quantiques à deux niveaux, l'ingénierie quantique permet de développer des matériaux et des systèmes de mesure très sensibles et des ordinateurs quantiques de très haute puissance de calcul.Cet ouvrage présente les connaissances de base pour les applications industrielles dans le domaine de l'ingénierie quantique et des nanotechnologies. Il analyse les systèmes optiques pour la mesure à l'échelle nanométrique et les modèles quantiques décrivant l'interaction d'un système à deux niveaux avec son environnement. Il traite également du concept de spin à partir de l'équation de Dirac et explique le fonctionnement des portes quantiques à partir des fondements théoriques et des exemples d'application. La méthode d'optimisation fiabiliste (RBDO) est appliquée pour estimer les propriétés mécaniques des nanotubes de carbone.