1  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Guillaume  ANDRÉ  Promotion  FA2013  MSI  du  27/08/2012  au  4/01/2013  

25/10/2012  

MÉMO  N°2  “  Identifier  un  processus  de  fabrication  de  

matériaux  composites  structurés  pour  absorber  l'énergie  acoustique  et  vibratoire.  Evaluer  sa  

viabilité  et  le  respect  des  performances  souhaitées  du  matériau.  ”  

OBJECTIFS  DE  LA  PÉRIODE  :  Capitalisation  d'informations  sur  des  procédés  de  micro-­‐fabrication,  prise  en  main  d'un  logiciel  d'éléments  finis,  préparation  d'une  expérience.  

1. Avancées  du  projet   p.2  1.1. Nouvelle  organisation  de  mon  projet   p.2  1.2. Recherche  de  process  de  micro  fabrication   p.2  1.3. Prise  en  main  de  Comsol  et  Matlab   p.3  1.4. Préparation  d'une  expérience   p.3  1.5. Les  tâches  futures   p.3  

2. Découverte  et  imprégnation  d’une  nouvelle  culture   p.4  2.1. Immersion  dans  le  modèle  culinaire  américain  et  texan   p.4  2.2. Immersion  linguistique   P.6  

Annexes   p.7  

Mechanical  Engineering  Department  –  Dr.  Michael  Haberman  

 

 

 

Mémo  MSI  N°2  

2  Mechanical  Engineering  Department  –  Dr.  Michael  Haberman  

Me  voilà  bientôt  à  mi-­‐parcours  de  cette  période  de  MSI  que  je  réalise  à    The  University  of  Texas  at   Austin.   Ce   mémo   présente   l'avancée   de   mes   recherches   menées   dans   le   cadre   de   Mémoire  Scientifique   et   Industriel   au   laboratoire   d'acoustique   du   Mechanical   Engineering   Department.  Egalement,  une  partie  est  dédiée  aux  particularités  culinaires  du  pays,  mais  aussi  plus  particulièrement  du  Texas.  

Cette  université  est   la  cinquième  plus   importante  des  Etats-­‐Unis  avec  près  de  52  000  étudiants  qui  peuvent  étudier  dans  17  écoles  et  facultés  différentes.  Elle  se  trouve  à  Austin,  dans  l'Etat  du  Texas,  une  ville  qui  connaît  une  croissance  économique  phénoménale  ce  qui  apporte  un  dynamisme  en  plus  de  celui   apporté   par   l'université.   La   ville   profite   également   d'une   activité   culturelle   très   vive,   elle   est  d'ailleurs  considérée  comme  la  capitale  mondiale  de  la  musique  live.  

Mes   activités   s'inscrivent   dans   un   projet   de   conception   d'un   matériau   isolant   innovant,   et  constitué   de   microstructures   incluses   dans   un   liant.   Ma   partie   touche   à   la   fabrication   de   ces  microstructures.  

Cette  période  fut  l'occasion  de  mener  plusieurs  activités  de  front  avec  la  recherche  de  procédés  de  micro  fabrication,  la  prise  en  main  de  logiciels  et  la  préparation  d'une  expérience.  L'ensemble  de  ces  activités  est  toujours  en  cours.  

 

1. Avancées  du  projet  1.1. Nouvelle  organisation  de  mon  projet  

En   concertation   avec   mon   tuteur,   nous   avons   convenu   d'un   remaniement   du   planning  prévisionnel.  Ceci  afin  de  faire  face  à  des  difficultés  logicielles,  et  surtout  pour  éviter  de  devoir  attendre  l'obtention   de   résultats   d'expériences   pour   pouvoir   continuer  mon   avancement.   Ainsi,   les   principales  tâches  qui   étaient  précédemment   les  unes   à   la   suite  des   autres   sont  désormais  menées  en  parallèle,  comme  on  peut  le  voir  sur  le  logigramme  en  annexe.  

1.2. Recherche  de  process  de  micro  fabrication  

Je  poursuis  donc  mes  premières  activités  de  recherche  de  procédé  de  micro  fabrication.  Je  mène  ces   recherches   de  manière   ponctuelle,   dès   que   j'ai   du   temps.   En   effet,   leur   aboutissement   n'est   pas  pressé.   Certaines   des   données   finales   pourront   intervenir   dans   les   autres   activités   que   j'aurais  précédemment  menées,  mais  il  me  suffira  simplement  de  changer  quelques  paramètres  et  relancer  des  simulations,  l'impact  n'est  donc  pas  important.    

J'ai   pour   le  moment   effectué  des   recherches   sur   de   la  micro   stéréolithographie   qui   consiste   à  éclairer  au  travers  d'un  masque  dynamique,  une  solution  photopolymérisable.  Egalement,  j'ai  capitalisé  des   informations   sur   l'association   des   méthodologies   LIGA   et   micro   injection.   Le   LIGA   permet   la  réalisation  de  micro  moules  par  l'association  de  lithographie  aux  rayons  X,  galvanisation  et  formage.  Les  pièces  que  l'on  souhaite  réaliser  pourraient  être  réalisées  par  ce  procédé,  mais  celui-­‐ci  n'est  pas  optimal  pour  de  la  production  de  masse.  La  micro  injection  peut-­‐être,  elle  réalisée  à  partir  du  moule  produits  par  la  méthodologie  LIGA,  ce  process  étant  plus  adapté  à  de  la  production  de  masse.  

Pour   chacun   de   ces   process,   j'ai   relevé   des   informations   sur   leur   coût,   leurs   caractéristiques  concernant   les   exigences   d'ingénierie   et   de   design   des   pièces   (géométries,   matériaux,   qualité,  tolérance),  et  celles  concernant  les  exigences  de  fabrication  (quantités,  débris  et  déchets,  temps).  Pour  chacun   de   ces   critères,   j'attribue   arbitrairement   une  

 

 

 

Mémo  MSI  N°2  

3  Mechanical  Engineering  Department  –  Dr.  Michael  Haberman  

note  en  tenant  compte  des  caractéristiques  de  la  pièce  que  l'on  veut  produire.  Cela  permettra  de  faire  ressortir  facilement  les  méthodes  de  fabrication  les  mieux  adaptées.  

1.3. Prise  en  main  de  Comsol  et  Matlab  

Un  des  objectifs  de  mon  projet  est  de  mesurer  les  effets  de  défauts  de  fabrication  et  leur  impact  sur  les  performances  mécaniques  de  la  pièce.  Je  vais  pour  cela  les  créer  et  les  intégrer  sur  un  modèle  de  la  pièce  et  lancer  une  simulation  sur  un  logiciel  d'éléments  finis.  Le  logiciel  disponible  sur  les  serveurs  de  l'université  est  COMSOL.  Il  comprend  des  modules  de  simulation  mécanique,  acoustique  ou  transfert  de  chaleur.  Pour  ma  part  je  ne  vais  utiliser  que  le  module  de  simulation  mécanique.  J'ai  donc  suivi  quelques  tutoriels   afin   d'apprendre   à   réaliser   un  modèle,   appliquer   une   force   et   lancer   la   simulation.  On   peut  également   importer   des   fichiers   générés  par   des   logiciels   de  CAO.   La  prise   en  main  de   ce   logiciel   est  relativement   facile,   les   difficultés   sont   surtout   dans   l'utilisation   puisque   le   nombre   de   paramètres  configurables  est  assez  important.  

J'ai  besoin  de  simuler  différents  défauts,  du  coup  un  certain  nombre  de  simulations  devront  être  lancées   avec   différents   paramètres.   Pour   cela,   grâce   au   logiciel   Livelink,   il   est   possible   d'écrire   une  séquence  dans  Matlab  qui  va  ensuite  lancer  automatiquement  les  simulations  sur  COMSOL.  Je  n'ai  pas  pu,   jusqu'à   présent,   tester   cette   fonctionnalité   car   il   y   a   des   problèmes   logiciels   que   le   service  informatique  tente  de  résoudre.  

1.4. Préparation  d'une  expérience  Il  est  nécessaire  de  préparer  les  différentes  simulations  que  je  vais  lancer,  étant  donné  le  temps  

assez   important   qu'elles   nécessitent.   Egalement,   il   est   préférable   d'établir   à   l'avance   les   différents  paramètres,   les   valeurs  qui   seront   testées  et   les   résultats  attendus.   J'ai  donc   commencé  à   rédiger  un  document   qui   sera   ma   base   de   travail   pour   la   création   de   la   séquence   sur   Matlab,   ainsi   que   pour  l'analyse  des  résultats.  Les  défauts  correspondent  à  des  surplus  ou  des  enlèvements  de  matière.  Les   paramètres   choisis   correspondent   donc   aux   dimensions,   population  et  répartition  de  ces  éléments  dans  l'espace.  Les  données  que  je  prévois  de  mesurer  sont   la  variation  du  module  d'élasticité,   la  force  en  fonction  du  déplacement  et   les  contraintes  appliquées  sur   la  pièce.  Ceci  pour  un  déplacement  appliqué  sur  la  partie  mobile  de  la  pièce.  A  partir  de   cela,   je  prévois  de   réaliser  un   certain  nombre  d'expériences  afin  de  faire  varier  les  différents  paramètres  et  mesurer  leur  impact.  Pour  chacune  d'elles,  j'établis  des  valeurs  ou  des  plages  de  valeurs  en  fonction  des  contraintes  de   la  pièce  et  ainsi  qu'à  partir  de  mon   intuition  n'ayant  pas  de  données  précises.  Celles-­‐ci  sont  cependant  facilement  modifiables  s'il  s'avérait  qu'après  simulation  les  résultats  ne  soient  pas  optimaux.    

1.5. Les  tâches  futures  Pour  le  prochain  mois,  j'espère  pouvoir  terminer  les  recherches  de  procédés  de  fabrication  pour  

pouvoir  sélectionner  le  meilleur  pour  notre  application.  Je  compte  inclure  un  professeur  en  fabrication  de  polymères  dans  cette  décision.  

La   définition   du   plan   d'expérience   étant   sur   le   point   d'être   achevée,   dès   que   les   problèmes  informatiques  seront  résolus,  je  prévois  de  me  lancer  dans  la  programmation  sous  Matlab  pour  pouvoir  ensuite  lancer  les  simulations.  

Simulation  réalisée  à  partir  de  la  pièce  sans  défaut  

 

 

 

Mémo  MSI  N°2  

4  Mechanical  Engineering  Department  –  Dr.  Michael  Haberman  

2. Découverte  et  imprégnation  d’une  nouvelle  culture  2.1. Immersion  dans  le  modèle  culinaire  américain  et  texan  

J'ai   décidé   de   consacrer   la   partie   d'immersion   culturelle   de   ce   second   mémo   à   la   nourriture  locale.  Il  s'agit  en  effet  de  mon  plus  gros  problème  ici,  malgré  que  je  commence  à  trouver  mes  repères    en  essayant,  quand  même,  de  garder  les  bonnes  pratiques  de  notre  cuisine  française.  

Si   je  suis  nostalgique  de  la  nourriture  française,  c'est  parce  qu'ici   il  est  difficile  de  bien  manger.  Commençons  par  parler  du  mets  préféré  des  américains,  le  sandwich.  On  le  trouve  sous  diverses  formes  mais   les  plus  populaires   sont   le  hamburger  ou   le   sandwich  de   type  "baguette".  Sur   le  campus,  on  est  obligé   d'aimer   ce   type   de   nourriture   car   les   sandwicheries   doivent   représenter   près   de   80%   des  restaurants.   On   pourrait   se   dire   que   cette   nourriture   n'est   pas   si   mauvaise,   puisqu'on   la   retrouve  également  en  France.  À  la  différence  qu'ici  il  ne  s'agit  pas  de  vraies  baguettes  de  pain,  mais  de  brioches  qui  sont  nettement  plus  riches  en  matière  grasse.  Egalement,  comme  dans  beaucoup  de  nourriture  ici,  ces  pains   sont   sucrés.  Mais   les  gens  ne   le   sentent  même  pas,  aux  dires  des  étudiants  avec  qui   j'en  ai  parlé,  ils  s'y  sont  accoutumés.  Le  plus  gros  problème  est  la  teneur  en  matière  grasse  de  l'ensemble  du  sandwich,  et  le  manque  d'équilibre  alimentaire,  malgré  la  très  commerciale  feuille  de  salade.  Ces  sandwichs  sont  bien  souvent  accompagnés  de  frites  que  l'on  noie  habituellement  dans  du  ketchup  ou  de   la  mayonnaise.   Egalement  pour   se  désaltérer,   il   est   coutume  de  prendre  un   verre  de  50   cl.   de  soda,  voire  75  cl.  si  on  veut  profiter  de  la  boisson  le  reste  de  la  journée.  Petite  ou  grande  taille,  les  sodas  restent  en  libre  distribution  par  le  biais  de  machines  que  l'on  retrouve  dans  la  plupart  des  restaurant  et  qui  permettent  d'avoir  un  éventail  de  boissons  différentes.  L'eau  est  dans  certaines  enseignes  difficile  à  trouver,  voire   inexistante  !  Afin  de  diversifier   la  consommation  de  boissons  sucrées,  on  voit  beaucoup  de   personnes   avec   des   bouteilles   de   boissons   énergisantes   aux   couleurs   fluorescentes   et   à   l'odeur  reconnaissable  de  loin.  Avec  les  fortes  chaleurs  qu'il  peut  y  avoir  sur  Austin,  on  imagine  bien  la  dose  de  sucre  et  de  produits  chimiques  en  tout  genre  que  le  nombre  important  de  consommateurs  assidus  peut  ingurgiter  dans  une  journée.  Heureusement,  une  bonne  moitié  de   la  population  préfère  emporter  des  gourdes  d'eau.  

Autre   complication  pour  un   Français   fraichement   installé,   les   courses   au   supermarché.   Si   chez  nous  quelques  artisans  boucher,  pâtissiers  ou  autres,  subsistent  encore,  ici,  ceci  est  bel  et  bien  terminé.  Il  n'y  a  pas  non  plus  de  marchés  dans  lesquels  ont  peut  acheter  des  produits  frais  et   locaux.   Ici  on  est  obligé  d'aller  au  supermarché.  On  retrouve  le  même  schéma  global  avec  des  grandes  chaines  nationales,  et  le  format  des  supermarchés  est  semblable  à  ceux  que  l'on  peut  trouver  en  France.  Mais  dès  que  l'on  pénètre  à  l'intérieur,  les  choses  se  compliquent.  Déjà,  les  repères  des  produits  ne  sont  plus  les  mêmes,  puisque  les  marques  ne  sont  forcément  pas  les  mêmes,  malgré  qu'on  retrouve  des  marques  présentes  en   France,   dont   le   nom   a   été   traduit   ou   non.   Ainsi   on   retrouve   les  marques  Giant   Green,  Mr   Clean,  Bonne  Maman,  ou  Activia.  Pour  l'anecdote,  de  nombreux  produits  sont  estampillés  "Product  of  France"  ou  incluent   la  mention  "French"  sur   l'emballage.  Pour   la  plupart,  ce  sont  des  produits  et  marques  que  l'on  n'a  pas  en  France,  ou  c'est  tout  simplement  une  astuce  commerciale.  Dans  tous  les  cas,  le  fromage  et  le  pain  qui  sont  sensé  être  Français,  ne  le  sont  pas  !  Les  difficultés  continuent  quand  on  souhaite  trouver  des  produits  frais  et  non  préparés.  Pour  ce  qui  est  de  la  viande,  la  majorité  est  décongelée  pour  être  mise  en  rayon,  du  coup,  impossible  de  la  recongeler.  Ensuite,  dès  qu'elle  est   retravaillée,   la  quantité  de   lipides  dans   les  produits  grimpe  considérablement.  C'est  de  manière  générale  le  cas  dans  tous  les  aliments  retravaillés  ici,  les  quantités  de  lipides  et  glucides  sont   exagérées.   C'est   le   cas   du   "French   bread"   qui   est   sucré,   ou   des   Activia   qui   sont   plus   gras   qu'en  France.  Du  coup,  trouver  des  produits  frais  et  "sains"  n'est  pas  chose  facile.  

 

 

 

Mémo  MSI  N°2  

5  Mechanical  Engineering  Department  –  Dr.  Michael  Haberman  

Surtout  que  l'implantation  des  magasins  est  un  peu  complexe  avec  les  mêmes  catégories  de  produits  à  plusieurs  endroits  dans   le  magasin.  A   titre  d'exemple,  on   retrouve  des  gâteaux  ou  du  pain  de  mie  au  rayon  fruits  et   légumes,  de   la  bière  à  différents  rayons,  et  du  bacon  à  trois  endroits  différents  dans   le  rayon  frais.  Enfin,  les  prix  sont  plus  élevés  qu'en  France,  notamment  pour  les  produits  frais.  Le  litre  et  demi  de  lait  coûtent  $4  quand  chez  nous  c'est  presque  le  prix  de  6  litres.  Toutes  ces  difficultés  misent  bout  à  bout  rendent  la  tâche  bien  difficile  pour  un  novice.  

La   nourriture   typiquement   Texane   est   largement   inspirée   de   la   nourriture  mexicaine.   Elle   est  appelée  "Texmex".  Ainsi  on  retrouve  dans  cette  cuisine  des  ingrédients  typiques  de  la  cuisine  mexicaine  tels  que  le  bœuf  et  le  porc  pour  la  viande,  les  haricots  blancs  ou  rouges  pour  les  légumes,  et  des  épices  dont  les  piments  vert  et  rouge  très  utilisés.  On  retrouve  également  la  mise  en  forme  mexicaine  de  ces  aliments  avec   les  tacos  (pâte  rigide  en  forme  de  U  que   l'on  garnit  de  nourriture),  et   les  burritos   (pâte  mole,   plus   grande  que   celle   des   tacos,   garnie   de  nourriture  puis   roulée   et   pliée  de   telle   sorte  que   le  burrito  soit  fermé).  Ici,  le  restaurant  typique  de  la  cuisine  Texmex  est  nommé  Chipotle.  On  y  retrouve  un  

buffet   de   différents   ingrédients   que   l'on   peut   inclure   dans   des   tacos   ou   burritos,  mais   que   l'on   peut  également  déguster  sous  forme  de  salade.  La  touche  américaine  vient  surtout  du  concept  commercial  avec  le  même  principe  de  choix  des  différents  ingrédients,  comme  on  peut  le  trouver  chez  Subway  par  exemple.  Egalement,  malgré  que  l'on  y  trouve  du  thé,  les  sodas  ont  une  place  bien  plus  importante.  Si  pour  mon  palais  français,  la  viande  et  les  haricots  sont  déjà  bien  relevés,  ce  n'est  pas  suffisant  pour  les  Texan,  qui  rajoutent  à  grande  dose,  du  Tabasco  et  de  la  sauce  Chili  piquante.  De  plus,  ils  n'ont  pas  peur  de  croquer  dans  un  piment  entier  !  Du  coup,  la  cuisine  locale  est  définitivement  très  épicée.  

Une  habitude  très  texane  est  le  barbecue.  On  retrouve  donc  de  nombreux  restaurants  servant  ce  type  de  nourriture,  c'est  également   le  thème  ou   le  prétexte  pour  organiser  des  évènements  et   inviter  des   amis.   Les   texans   raffolent  du  barbecue   lors  des  matchs  de   football.   En  effet,   pour   chaque  match  dans  la  ville,  sont  organisés  des  "tailgates"  lors  desquels  des  groupes  de  gens  montent  leur  stand  sur  les  parking  et  trottoirs  bordant  l'université  avec  la  télé  pour  suivre  le  match,  et  un  inévitable  barbecue.  Ici  le  barbecue  dure  longtemps,  dans  le  cadre  des  tailgates,  c'est  toute  la  journée.  Les  gens  se  retrouvent  vers  7h00  et  ne  repartent  qu'à   la   fin  du  match  vers  23h00.  Si  un  barbecue  est  organisé  à   la  maison,   il   faut  également  compter  une  bonne  après-­‐midi  pour  le  déguster  !  Le  barbecue  (l'outil)  a,  ici,  une  forme  bien  particulière.  Il  est  découpé  dans  des  gros  tuyaux  de  fonte  ou  acier,  coupé  en  deux  sur  sa  diagonale.  On  en  trouve  partout  et  de  toutes  les  tailles.  Lors  des  tailgates,  on  peut  même  voir  des   remorques  avec  un  gros  barbecue  dessus.   Les  gens  y  mettent  à   cuire  des   steaks  hachés   pour   garnir   hamburger   et   cheeseburger,   ou   directement   des   grosses   pièces   de   bœuf,   ou   des  

 

 

 

Mémo  MSI  N°2  

6  Mechanical  Engineering  Department  –  Dr.  Michael  Haberman  

pâtes  de  dinde.  Le  tout  est  arrosé  de  sauce  barbecue,  obligatoirement  relevée.  

 2.2. Immersion  linguistique  

Ma  progression  linguistique  est  notable,  même  si  je  rencontre  beaucoup  de  difficultés  d'un  point  de  vue  du  vocabulaire  et  de  la  compréhension.  Je  ne  me  suis  pas  encore  fait  à  la  diversité  des  accents  présente   sur   Austin.   J'ai,   pour   palier   à   cela,   la   chance   de  me   trouver   dans   une   colocation   avec   cinq  autres   garçons,   ce   qui   me   permet   de   parler   de   manière   plutôt   intensive.   Mes   colocataires   me   font  également  rencontrer  beaucoup  de  leurs  amis,  très  curieux  de  découvrir  les  particularités  de  la  culture  française,   ce  qui   est   de  nouvelles  opportunités  de  m'exprimer  et   de  m'exercer.  A   l'inverse,   dans  mes  activités   à   l'université,   je   parle   peu,  mais   je   dois   lire   beaucoup   d'écrits   en   anglais,   ce   qui  m'amène   à  capitaliser  du  vocabulaire.    L'université   met   également   en   place   un   programme   de   pratique   linguistique   appelé   Partnerships   to  Advance  Language  Study  and  Culture  Exchange  (PALS).  En  pratique,  le  service  international  m'a  transmis  les   coordonnées   d'une   étudiante   américaine   s'étant   également   inscrite   au   programme,  Après,   libre   à  nous   d'organiser   nos   rencontres   pour   parler   en   anglais.   Nous   ne   nous   sommes,   pour   le   moment,  rencontrés  que  deux  fois,  mais  nous  avons  lancé  un  rythme  d'une  rencontre  par  semaine.  Grâce  à   toutes   ces   rencontres  et  pratiques,   je   suis   confiant   sur  ma  progression,   et   je   la   ressent  déjà.  Reste  maintenant  à  travailler  la  prononciation  afin  de  pouvoir  me  faire  comprendre  au  mieux.    

 

 

   

 

 

 

Mémo  MSI  N°2  

7  Mechanical  Engineering  Department  –  Dr.  Michael  Haberman  

Annexes  

 

Logigramme  présentant  le  déroulé  prévisionnel  de  mes  diverses  tâches