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N° d'ordre 95 ISAL 0031 Année 1995 THESE présentée devant L'INSTITUT NATIONAL D

N° d'ordre 95 ISAL 0031 Année 1995 THESE présentée devant L'INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE LYON pour obtenir LE GRADE DE DOCTEUR Spécialité : MECANIQUE par Christophe BARD (Agrégé de Mécanique) (Ancien élève de l'Ecole Normale Supérieure de Cachan) MODELISATION DU COMPORTEMENT DYNAMIQUE DES TRANSMISSIONS PAR ENGRENAGES Soutenue le : 24 Avril 1995 devant la Commission d'Examen Jury MM. J. RICHARD Président J. FRENE Rapporteur R. J. GIBERT Rapporteur M.LALANNE D. PLAY Examinateurs M. DUSSAC M. VIALLE 2 ECOLES DOCTORALES Janvier 1995 • Ecole Doctorale Matériaux de Lyon = INSA - ECL - UCBL - U. Chambery - ENS Responsable : Pr. P.F. GOBIN Formations doctorales : - Génie des matériaux (Pr. GUENIN) - Sciences des matériaux (Pr. HOAREAU) - Matériaux macromoléculaires et composites (Pr. CHABERT) _____________________________ • Ecole Doctorale des Sciences pour l'Ingénieur de Lyon : Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (MEGA) = ECL - INSA - UCBL Responsable : Pr. J. BATAILLE Formations doctorales : - Acoustique (Pr. COMTE-BELLOT) - Génie civil : Sols, Matériaux, Structures physique du batiment (Pr. LAREAL) - Mécanique (Pr. BATAILLE) - Thermique et Energétique (Pr. LAURENT) _____________________________ • Ecole Doctorale des Sciences pour l'Ingénieur de Lyon : Electronique, Electrotechnique, Automatique (EEA) = INSA - ECL - UCBL - U. Chambery - U. St Etienne Responsable : Pr. P. PINARD Formations doctorales : - Acoustique (Pr. COMTE-BELLOT) - Automatique industrielle (Pr. JUTARD) - Dispositifs de l'électronique intégrée (Pr. PINARD) - Génie biologique et médical (Pr. GAUTHERON) - Génie Electrique (Pr. AURIOL) - Signal, image, parole (Pr. LACOUME) 3 INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE LYON DEPARTEMENT DES ETUDES DOCTORALES FORMATIONS DOCTORALES RESPONSABLE INSA ETABLISSEMENTS COHABILITES (Le premier cité est l'établissement pilote) ACOUSTIQUE Pr. G. GIMENEZ BAT. 502 ECL + INSA + LYON 1 ANALYSE ET MODELISATION DE SYSTEMES BIOLOGIQUES Pr. P. NARDON BAT. 406 LYON 1 + INSA + GRENOBLE 1 + ENGREF PARIS AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE Pr. A. JUTARD BAT. 303 INSA + LYON 1 + ECL + UNIV. CHAMBERY BIOCHIMIE Pr. M. LAGARDE BAT. 406 LYON 1 + INSA DISPOSITIFS DE L'ELECTRONIQUE INTEGREE Pr. P. PINARD BAT. 502 INSA + ECL + LYON 1 + UNIV. ST ETIENNE GENIE BIOLOGIQUE ET MEDICAL Pr. R. GOUTTE BAT. 502 LYON 1 + INSA + GRENOBLE 1 + UNIV. ST ETIENNE + UNIV. CHAMBERY GENIE CIVIL : SOLS, MATERIAUX STRUCTURES, PHYSIQUE DU BATIMENT Pr. P. LAREAL BAT. 304 INSA + LYON 1 + ECL + ENTPE GENIE ELECTRIQUE Pr. J-P. CHANTE BAT. 401 ECL + INSA + LYON 1 GESTION ET TRAITEMENT DES DECHETS Pr. J. VERON BAT. 404 INSA INGENIERIE INFORMATIQUE Pr. P. PREVOT BAT. 502 INSA + ECL + UNIV. CHAMBERY + LYON 1 MATERIAUX MACROMOLECULAIRES ET COMPOSITES Pr. H. SAUTEREAU BAT. 403 LYON 1 + INSA + UNIV. ST ETIENNE + ECL MECANIQUE Pr. G. DALMAZ BAT. 113 ECL + INSA + LYON 1 METHODES DE CONCEPTION EN BATIMENT AMENAGEMENT ET TECHNIQUES URBAINES Pr. M. MIRAMOND BAT. 304 INSA + UNIV. CHAMBERY + ENTPE MICROSTRUCTURES ET COMPORTEMENT MECANIQUE ET MACROSCOPIQUE DES MATERIAUX : GENIE DES MATERIAUX Pr. G. GUENIN BAT. 502 INSA + ECL + LYON 1 + UNIV. CHAMBERY SCIENCE DES MATERIAUX ET DES SURFACES Pr. A. LAUGIER BAT. 502 LYON 1 + INSA + ECL + ENS SIGNAL, IMAGE, PAROLE Pr. G. GIMENEZ BAT. 502 INPG + INSA + INSTN GIF THERMIQUE ET ENERGETIQUE Pr. M. LALLEMAND BAT. 404 LYON 1 + INSA + ECL 4 INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE LYON Directeur : J. ROCHAT Professeurs : S. AUDISIO PHYSICOCHIMIE INDUSTRIELLE J.C. BABOUX TRAITEMENT DU SIGNAL ET ULTRASONS J. BAHUAUD MECANIQUE DES SOLIDES B. BALLAND PHYSIQUE DE LA MATIERE G. BAYADA EQUIPE MOD. MATH. CALC. SC. C. BERGER (Melle) CETHIL/EQ. PHYSIQUE INDUST. M. BETEMPS AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE C. BOISSON VIBRATIONS ACOUSTIQUES M. BOIVIN MECANIQUE DES SOLIDES H. BOTTA METHODES G. BOULAYE L.I.S.I. J. BRAU CETHIL/EQ. EQUIPEMENT DE L'HABITAT M. BRUNET MECANIQUE DES SOLIDES J.C. BUREAU THERMOCHIMIE MINERALE J.P. CHANTE COMPOSANTS DE PUISSANCE ET APPLICATIONS M. CHEVRETON CONT. NON DEST. RAY. ION. B. CHOCAT METHODES B. CLAUDEL CHIMIE PHYSIQUE APPLIQ. ET ENVIRONNEMENT L. CRONENBERGER CHIMIE BIOLOGIQUE M. DIOT THERMOCHIMIE MINERALE A. DOUTHEAU CHIMIE ORGANIQUE B. DUPERRAY CHIMIE BIOLOGIQUE H. EMPTOZ MOD. SYST. ET REC. DES FORMES C. ESNOUF GEMPPM* L. EYRAUD GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE G. FANTOZZI GEMPPM* J. FAUCHON C.A.S.M. J. FAVREL L.I.S.P.I. Y. FETIVEAU GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE L. FLAMAND MECANIQUE DES CONTACTS P. FLEISCHMANN GEMPPM* A. FLORY L.I.S.I. R. FOUGERES GEMPPM* L. FRECON D.E.L.I.A. R. GAUTHIER PHYSIQUE DE LA MATIERE M. GERY CETHIL/EQ. EQUIPEMENT DE L'HAB. G.GIMENEZ TRAITEMENT DU SIGNAL ET ULTRASONS P. GOBIN GEMPPM* P. GONNARD GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE R. GOUTTE TRAITEMENT DU SIGNAL ET ULTRASONS G. GRANGE GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE G. GUENIN GEMPPM* G. GUILLOT PHYSIQUE DE LA MATIERE A. GUINET L.I.S.P.I. C. GUITTARD D.E.L.I.A. J.L. GUYADER VIBRATIONS-ACOUSTIQUE J. JOUBERT GENIE MECANIQUE J.F. JULLIEN BETONS ET STRUCTURES A. JUTARD AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE R. KASTNER GEOTECHNIQUE H. KLEIMANN GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE J. KOULOUMDJIAN L.I.S.I. M. LAGARDE CHIMIE BIOLOGIQUE M. LALANNE MECANIQUE DES STRUCTURES A. LALLEMAND CETHIL/EQ. ENERGETIQUE ET AUTOMATIQUE A. LALLEMAND (Mme) CETHIL/EQ. ENERGETIQUE ET AUTOMATIQUE P. LAREAL GEOTECHNIQUE 5 A. LAUGIER PHYSIQUE DE LA MATIERE CH. LAUGIER PHYSIOLOGIE ET PHARMACODYNAMIE P. LEJEUNE G.M.M.O. C. LESUEUR VIBRATIONS-ACOUSTIQUE Y. MARTINEZ L.I.S.P.I. C. MARTY C.A.S.M. H. MAZILLE PHYSICOCHIMIE INDUSTRIELLE J. MERLIN GEMPPM* M. MIRAMOND METHODES N. MONGEREAU GEOTECHNIQUE R. MOREL MECANIQUE DES FLUIDES P. NARDON BIOLOGIE APPLIQUEE A. NAVARRO CHIMIE PHYSIQUE APPLIQUEE ET ENVIRON. M. OTTERBEIN CHIMIE PHYSIQUE APPLIQUEE ET ENVIRON. J.P. PASCAULT MATERIAUX MACROMOLECULAIRES J. PERA MATERIAUX MINERAUX G. PERACHON THERMOCHIMIE MINERALE M. PERDRIX TRAITEMENT DU SIGNAL ET ULTRASONS J. PEREZ GEMPPM* P. PINARD PHYSIQUE DE LA MATIERE D. PLAY C.A.S.M. P. PREVOT L.I.S.P.I. R. REYNAUD CETHIL/EQ. ENERGETIQUE ET AUTOMATIQUE J.M. REYNOUARD BETONS ET STRUCTURES M. RICHARD CETHIL/EQ. ENERGETIQUE ET AUTOMATIQUE E. RIEUTORD MECANIQUE DES FLUIDES ET THERMIQUE J. ROBERT-BAUDOUY (Mme) G.M.M.O. J. ROBIN PHYSICOCHIMIE INDUSTRIELLE D. ROUBY GEMPPM* J.F. SACADURA CETHIL/EQ. THERMIQUE H. SAUTEREAU MATERIAUX MACROMOLECULAIRES S. SCAVARDA AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE F. STOEBER G.M.M.O. M. TROCCAZ GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE J. TUSET MATERIAUX MINERAUX R. UNTERREINER TRAITEMENT DU SIGNAL ET ULTRASONS P. VERMANDE CHIMIE PHYSIQUE APPLIQUE ET ENVIRON. J. VERON CHIMIE PHYSIQUE APPLIQUE ET ENVIRON. A. VINCENT GEMPPM* P. VUILLERMOZ PHYSIQUE DE LA MATIERE Directeurs de recherche C.N.R.S. : P. CLAUDY THERMOCHIMIE MINERALE M. MURAT GEMPPM* A. NOUAILHAT PHYSIQUE DE LA MATIERE M.A. MANDRAND (Mme) GENETIQUE MOLECUL. DES MICROORGANISMES Directeurs de recherche I.N.R.A. : G. BONNOT BIOLOGIE S. GRENIER BIOLOGIE Y. MENEZO BIOLOGIE Directeur de recherche I.N.S.E.R.M. : A-F. FRIGENT (Mme) CHIMIE BIOLOGIQUE N. SARDA (Mme) CHIMIE BIOLOGIQUE * GROUPE D'ETUDE METALLURGIE PHYSIQUE ET PHYSIQUE DES MATERIAUX 6 A mes parents avec toute ma reconnaissance, 7 AVANT PROPOS Cette étude a ét é effectuée dans le laboratoire de Conception et d'Analyse des Systèmes Mécaniques (C.A.S.M.) de l'Institut National des Sciences Appliquées de Lyon, sous la direction de Monsieur le Professeur D. PLAY. Je tiens à le remercier pour m'avoir accueilli dans son laboratoire et pour m'avoir guidé et conseillé au cours de ce travail. Je suis sensible à l'honneur que me font Messieurs les Professeurs J. FRENE, de l'Université de Poitiers, et R. J. GIBERT, du C.E.A. de Saclay, en acceptant de juger ce travail et d'en être rapporteurs et membres du jury. Je désire également exprimer mes plus sincères remerciements à Messieurs les Professeurs M. LALANNE, de l'I.N.S.A. de Lyon, et J. RICHARD, de l'Université Paris XI, pour l'importance qu'ils accordent à mon travail en acceptant d'être membres du jury. Messieurs M. DUSSAC et M. VIALLE, Ingénieurs à Eurocopter France, sont également membres du jury. Je tiens à les remercier pour l'intérêt qu'ils portent à ce travail, et les nombreux commentaires et résultats, inspirés de problèmes industriels concrets, qui ont aidé et orienté cette étude. D'autre part, je remercie tout particulièrement Monsieur P. SOLEILHAC qui a r éalisé la plupart des essais et Messieurs D. REMOND et M. ATTOUF pour leur aide lors de la mise en place des dispositifs expérimentaux. Je remercie le Ministère de L'Education Nationale pour le poste d'Allocataire Moniteur Normalien qu'il m'a accordé et la Société Eurocopter-France pour le financement d'une grande partie de cette étude. J'adresse enfin mes remerciements à t ous les membres du laboratoire, chercheurs, informaticiens, secrétaires pour leur aide et leur soutien constant au cours des différentes phases de ce travail. 8 Introduction générale Les trente dernières années ont été émaillées d'un très grand nombre de publications relatives au comportement des engrenages cylindriques droits et hélicoïdaux. Au départ, il s'agissait d'isoler les paramètres influant sur des manifestations brutales comme les ruptures de dents, les détériorations de surface ou e ncore les interférences de fonctionnement. Plus tard, une analyse plus fine des phénomènes physiques est apparue, largement motivée par la volonté de réduire des nuisances acoustiques comme le bruit d'engrènement. Elle s'est progressivement étendue au comportement vibratoire et vibro-acoustique. C'est dans ce cadre que s'est situé notre travail de thèse. Du point de vue du sujet, la situation était loin d'être claire au départ. En effet, aux demandes technologiques et industrielles très pressantes, répondaient de nombreuses directions uploads/Sante/ these 15 .pdf