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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
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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
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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.
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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
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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.
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Logigramme présentant le déroulé prévisionnel de mes diverses tâches