Etude numérique et expérimentale du thermoformage d'une plaque de verre, Numerical and experimental study of glass plate forming

Laëtitia Soudre

Description

Sous la direction de Gérard Jeandel, Yves Meshaka, Fatmir Asllanaj
Thèse soutenue le 09 décembre 2008: Nancy 1
L’objectif de ce travail consiste à accroître la connaissance sur le thermoformage du verre. Ce procédé, largement mis en œuvre par le CERFAV, est basé sur la déformation du verre au sein d’un four électrique radiant sous l’effet de la température. Deux axes de travail ont été identifiés : le développement d’un outil de simulation numérique, et la conception d’un banc expérimental original. D’un point de vue mécanique, le modèle viscoélastique rhéologique choisi permet de décrire le comportement du verre successivement élastique linéaire, viscoélastique puis visqueux, de l’ambiance jusqu’à 800°C. D’un point de vue thermique, le couplage de la conduction avec le rayonnement, validé pour des cas tests issus de la littérature, a été appliqué dans des conditions similaires au thermoformage sans déformation. Pour ce faire, le code radiatif RAD2D développé au LEMTA a été généralisé au verre et implémenté dans le logiciel MSC MARC©. La phase expérimentale a été marquée par la conception et le développement d’un banc d’essais original autour d’un four de thermoformage. Les mesures sans contact de déplacement vertical et de température de la face supérieure du verre ont ainsi été comparées qualitativement aux résultats numériques. Par ailleurs, le four a fait l’objet d’un protocole de qualification (température et flux) qui permettra d’affiner la modélisation. En parallèle, une campagne de détermination des propriétés thermomécaniques du verre a été initiée en vue de paramétrer plus fidèlement le modèle numérique. En conclusion cette première étude a permis la mise en place d’outils performants de calcul et de mesure, les premiers résultats probants devront être complétés par une seconde étude.
-couplage thermomécanique viscoélasticité verre thermoformage mesures sans contact couplage conduction - rayonnement fluage
This study aims at increasing knowledge on glass forming. This process, studied and developed by the CERFAV, is based on the deformation of glass by increasing temperature within an electric radiant furnace. Two investigation tools were developed in parallel: a computational program dedicated to the numerical simulation, and an original experimental set up. The rheological viscoelastic model implemented into the MSCMARC© software for mechanics was chosen to describe the behavior of glass at temperature ranging from ambient to 800°C in turn elastic, viscoelastic and viscous. The coupled code (conduction with radiation), validated for test cases found in the literature, were applied to benchmarks similar to glass forming with no deformation. The radiative home-made RAD2D code based on the Finite Volume Method was adapted to glass and implemented into MSCMARC©. The experimental part of the study consisted in designing and developing an original set up based on a thermoforming furnace. The no-contact-measurements of vertical displacement and temperature on the upper face of the glass were qualitatively compared to our innovative numerical results. In addition, the furnace was characterized in terms of temperature and fluxes and a determination campaign of the thermomechanical properties of the glass was initiated in order to provide data for the refinement of the model. To conclude, efficient tools for calculation and measurement were developed in the present study. The first results are convincing and will be supplemented by further investigations.
Source: http://www.theses.fr/2008NAN10140/document

Informations

• Publié par: Thesee
• Nombre de lectures: 57
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 5 Mo

Extrait

AVERTISSEMENT

Ce document est le fruit d'un long travail approuvé par le
jury de soutenance et mis à disposition de l'ensemble de la
communauté universitaire élargie.

Il est soumis à la propriété intellectuelle de l'auteur. Ceci
implique une obligation de citation et de référencement lors
de l’utilisation de ce document.

D’autre part, toute contrefaçon, plagiat, reproduction
illicite encourt une poursuite pénale.


➢ Contact SCD Nancy 1 : [e-mail]




LIENS


Code de la Propriété Intellectuelle. articles L 122. 4
Code de la Propriété Intellectuelle. articles L 335.2- L 335.10
http://www.cfcopies.com/V2/leg/leg_droi.php
http://www.culture.gouv.fr/culture/infos-pratiques/droits/protection.htm D.
Univ
thèse
aculté
ab
des
Resp
Sciences
LSGS
et
É
T
Professeur,
ec
de
hniques

-
ersité,
UFR
de
Sciences
du
et
et
T
de
ec
de
hniques
Professeur,
de
:
la
Mo
Matière
Dir
et
Professeur,
des
a
Pro
F.

CNRS,
École
:
Do
L

M
EMMA
Nancy-Univ
(Énergétique,


Nancy-Univ
MA
Univ
tériaux)
1,
-

ED
Univ
409

Départemen
T
t
group
de
des
F
dustriels,
ormation

Do
G.

A
:
Y.

de
Énergétique
ersité,
THÈSE
j
souten
herc
ue
A
publiquemen
CNRS
t
Garcia
le
A
9
oratoire

et
bre
T
2008
ppliquée
présen
CNRS
tée
de
p
G
our

l'obten
CNRS
tion
TREFLE
du
eristé
Do
Bordeaux

CNRS
de
Lo
l'Univ
hegnies
ersité
LAMIH,
Henri
ersité
P
V
oincaré
Examinateurs

B.
Nancy
ran
1
onsable
en
e

délisation
et
Pro
Énergétique
In-
par
SGR
Laëtitia
e
SOUDRE
de
Étude
:
n
Jeandel
umérique
LEMT
et
Nancy-Univ
exp
CNRS
érimen
Meshak
tale
Maître
du

thermoformage
Nancy-Univ
d'une
CNRS
plaque
Asllana
de
Chargé
v

erre
hes
Comp
LEMT
osition
Nancy-
du
ersité,
jury
Invités
Pr
D.
ésident

:
CERF
P
V
.
ab
Lybaert
d'
Professeur,
nergétique
FPMs,
de
F
écanique
aculté
héorique
P
A
olytec

hnique
ersité,
de
L
Mons,
oratoire
Belgique
S
R
et
app
énie
orteurs
S
:

J.-P
ersité,
.
F
Caltagirone
A
Y.
aculté

des
dustriels,
Sciences
herc
et
ppliquée
T
éenne
ec
group
hniques
G.
-
ersité,
UFR
CNRS
Sciences
et
et
ec
T
G
ec
BP
hniques
T
de
des
la

Matière
A
et
de
des
j
Pro
A

Garcia
École
oratoire
Do
T

des
EMMA
239
(Énergétique,
de


MA
des
tériaux)
Nancy
-
:
ED
Resp
409
Mo
THÈSE

souten
Dir
ue
thèse
publiquemen
Professeur,
t
ersité,
le
a
9
LSGS

F.
bre
de
2008
CNRS,
présen
Univ
tée
:
p
du
our
L
l'obten
É
tion
M
du
et
Do
F

et
de
-
l'Univ
54506
ersité
ab
Henri

P
des
oincaré
École

en
Nancy
(EEIGM)
1
-
en
V

Examinateurs
et
B.
Énergétique
ran
par
onsable
Laëtitia
e
SOUDRE
délisation
Étude
Pro
n
In-
umérique
SGR
et
e
exp
de
érimen
:
tale
Jeandel
du
LEMT
thermoformage
Nancy-Univ
d'une
CNRS
plaque
Meshak
de
Maître
v

erre
Nancy-Univ
Comp
CNRS
osition
Asllana
du
Chargé
jury

Pr
hes
ésident
LEMT
:
Nancy-
P
ersité,
.
Invités
Lybaert
D.
Professeur,

FPMs,
CERF
F
V
aculté
ab
P
d'
olytec
nergétique
hnique
de
de
écanique
Mons,
héorique
Belgique
A
R

app
aculté
orteurs
Sciences
:
T
J.-P
hniques
.
BP
Caltagirone
-
Professeur,
V
TREFLE
L
Univ
oratoire
eristé
S
de
et
Bordeaux
énie
1,
S
CNRS

D.
Europ
Lo
d'Ingénieurs

Génie
hegnies
Matériaux
Professeur,
-
LAMIH,
630
Univ
54010
ersité
F
deétages
à
ensée
ts
merci.
Ce
our
tra
manquen
v
estissemen
ail
la
de
tes

v
herc
ma
he
son
a
rendu
été
dans
eectué
v
au
lab
sein
t
du
our
Lab
Vincen
oratoire

d'Énergétique
our
et
douté
de
Y

tra
Théorique
de
et
ossible.
Appliquée
t'a
(LEMT
our
A
sympathie
-
une
UMR
er-
7563),
à
dans
naissance
l'équip
t
e
l'esprit
de
ail.
la
ec

de
des

sciences
y
et
bles

mo
h-

niques
prix.
de
exprimer
Nancy
our
,
semen
en
son

les
a
deux,
v
de
ec
our
l'équip
désin
e
sans
matériau

basée
p
à
t
l'Ecole
des
Europ
tra
éenne

d'Ingénieurs
qu'à
en
informatiques
Génie
l'école.
des
ersonnes
Matériaux
t
(EEIGM)
érimen
du
aidée,
Lab
momen
oratoire
qui
de
faire
Science
mettre
et
au
Génie

des
toute
Surfaces
harcelé
(LSGS
remercie
-
ts
UMR
leur
7570).
Vincen
Aussi
Gilles.
mes
mes
premiers
mes
remerciemen
souten
ts
aimée
v
particulier
on
Ils
t
ça
à
mots
l'équip
p
e


es
t
disp
de
v

dans
thèse
ail
ainsi
umour
qu'à
os
la
ts

À
des
on
lab
outissemen
oratoires
thèse

merci
des
in
équip
totalemen
es
ma
de
du

tu
herc

he
t,
et
ça
de
ton
l'EEIGM
souhaite
p
toute
our
mem
mes
es

lesquels
tions
aillé
de
te
tra
t
v
des
ail
les


tes
administratifs
au
ou

grand
de


l'EEIGM
trois
qui
ans.
à
Le
banc
professeur
qui
P
souten
aul
qui
Lybaert
ermis
m'a
de
fait
des
l'honneur
t
de

présider
pause
mon
se
jury
tra
de
égalemen
thèse
Holo3
et
supp
je
a
l'en
p
remercie.
p
J'exprime
que
égalemen
endan
t
mois.
toute
t
ma
taires
gratitude
our
aux

professeurs

Jean-P
:
aul
An
Caltagirone
Sébastien
et
une
Dominique
particulière
Lo
h

ts
hegnies
ts
p
v
our
donnée
a
ens
v
t
oir
et
p
endan
orté
années
un
t
regard
moi

pas
sur
Remerciemen
mon
me
mémoire
t
en
our
tan
ma
t
à
que
v
rapp
p