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Année 2009
THESE
Pour l’obtention du grade de
DOCTEUR DE L’UNIVERSITE DE POITIERS
Faculté des Sciences Fondamentales et Appliquées
(Diplôme National – Arrêté du 25 avril 2002)
ECOLE DOCTORALE SCIENCES POUR L’INGENIEUR
Spécialité : Génie Mécanique, Productique, Transport
Présentée par :
Jérôme GEHANNIN
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Analyse théorique des amortisseurs à film fluide fonctionnant à des
nombres de Reynolds élevés
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Directeur de Thèse : Mihaï ARGHIR
Co-Directeur de Thèse : Olivier BONNEAU
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Soutenue le 09 Décembre 2009
Devant la commission d’examen
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JURY
M. ARGHIR Professeur, Université de Poitiers Examinateur
O. BONNEAU Professeur, Université de Poitiers Examinateur
J. P. BONNET Professeur, Université de Poitiers Examinateur
C. MAGRET Ingénieur, Snecma, Groupe Safran Examinateur
D. NELIAS Professeur, INSA de Lyon Rapporteur
F. THOUVEREZ Professeur, Ecole Centrale de Lyon Rapporteur

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Résumé
Analyse théorique des amortisseurs à film fluide fonctionnant à des nombres de
Reynolds élevés.
L’amortisseur à film fluide (Squeeze Film Damper ou SFD) est un composant couramment
utilisé dans l’industrie aéronautique permettant d’apporter de l’amortissement aux arbres en
rotation supportés par des roulements et fonctionnant en régime surcritique. Le mouvement de
l’arbre dû à son excitation extérieure est alors amorti par un film mince confiné entre le
roulement et le carter. Une modélisation du comportement fluide du film mince est nécessaire
à une bonne estimation des efforts générés par le mouvement de l’arbre. Pour des conditions
de fonctionnement industrielles, le SFD est muni de systèmes d’alimentation et d’étanchéité
devant être pris en compte dans la modélisation. De plus, les dépressions importantes
engendrées dans le film entrainent la vaporisation du fluide, qui doit aussi être modélisée.
Cependant, pour des configurations de fonctionnement réelles, l’écoulement est inertiel, ce
qui ne permet plus une modélisation simple basée sur l’équation de Reynolds. Le modèle doit
alors être basé sur un système d’équations similaire aux équations Navier Stokes de la
Mécanique des Fluides.
Theoretical analysis of squeeze film damper operating at high Reynolds numbers.
The Squeeze Film Damper (SFD) is a component used in the aeronautical industry for
damping aircraft engines rotors guided by roller bearings and working at supercritical
regimes. The vibration of the rotor entrained by an external excitation is then damped by a
thin film confined between the roller bearing and the engine casing. A modelling of the thin
fluid film is then necessary for a good estimation of the forces engendered by the vibrations of
the rotor. For industrial working conditions, the SFD is provided with feeding and sealing
systems that must be taken into account in the theoretical model. Moreover, low pressures
engendered in the film entrain the vaporisation of the fluid that must be also taken into
account. Meanwhile, for real working conditions the flow is dominated by inertia effects and
a simple model based on Reynolds equation is not appropriate any more. The model must be
then based on a system of equations similar to Navier Stokes equations.

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Avant Propos
Cette étude a été effectuée au Laboratoire de Mécanique des Solides de l’Université de
Poitiers (UMR 6610) dont je remercie son directeur, Monsieur le Professeur O. Bonneau,
pour m’avoir accepté pour ces travaux de doctorat.
Je tiens bien évidemment à remercier particulièrement mon directeur de thèse Monsieur le
Professeur Arghir M. pour sa confiance et ses conseils qui m’ont permis de réaliser ce travail
de thèse.
Je remercie sincèrement Monsieur Thouverez F., Professeur de l’Ecole Centrale de Lyon et
Monsieur Nelias D., Professeur à l’INSA de Lyon pour avoir accepté d’être les rapporteurs de
mes travaux auprès de l’université de Poitiers.
Je suis aussi très reconnaissant envers Monsieur Bonnet P., Directeur de recherche au
Laboratoire d’Etude Aérodynamique, pour sa disponibilité lui permettant d’apporter son
expertise dans le domaine de la Mécanique des Fluides.
Ce projet de recherche s’appuie sur un partenariat industriel établi lors du précédent contrat de
thèse et qui a été reconduit dans le but d’élargir la validité du modèle numérique. Un suivi
régulier de l’avancement des travaux, rythmé par des réunions semestrielles, a été mis en
place. Je tiens ainsi à remercier nos partenaires industriels représentés principalement par les
ingénieures Magret C., Quenardel A. et Gastineau O. pour leur accueil toujours très cordial et
avec qui les échanges durant nos réunions semestrielles ont souvent été très constructifs.
Avant de terminer, je souhaiterais remercier amicalement l’ensemble des membres du
laboratoire : les chercheurs, les secrétaires, les techniciens, mais plus particulièrement les
doctorants de la salle informatique (Fabien, Touf, Mihai Bogdan Dobrica, Hung, Dédé, Seb)
avec qui l’entraide a été souvent très utile. Je remercie très sincèrement les informaticiens,
Franck et Mathieu, dont les conseils m’ont été très souvent bénéfiques.
Pour terminer d’une manière plus personnelle, je voudrais remercier très chaleureusement ma
famille et plus particulièrement mon épouse qui m’a soutenu tout au long de mon travail.