Pierre Arnaud

Biographie

Arnaud Pierre est un chercheur spécialisé dans l’étude des phénomènes de frottement, d’usure et de fatigue des matériaux sous sollicitations tribologiques. Ses travaux se concentrent sur l’analyse des mécanismes de dégradation des interfaces en contact, notamment sous conditions de fretting, et leur impact sur la durabilité des structures industrielles. Ses recherches couvrent une diversité de matériaux, incluant les aciers inoxydables, les alliages de titane, les composites métalliques et les revêtements traités par nitruration, avec une attention particulière portée aux effets de l’environnement (pression d’hydrogène, oxygénation) et des gradients de contraintes. Arnaud Pierre a développé des approches expérimentales et numériques innovantes, combinant modélisations par éléments finis, simulations multiphysiques (interactions fluide-structure) et méthodes inverses pour quantifier les taux d’usure et prédire la nucléation de fissures. Ses contributions incluent également l’étude des couches de troisième corps, l’influence des débris d’usure sur les mécanismes de frottement, ainsi que le développement de modèles analytiques pour optimiser la conception des contacts soumis à des sollicitations cycliques.

Publication(s)

2026
Fretting Wear of a 304L stainless steel in 200-bar pressurized hydrogen: A typical nodular third body structure DOI : 10.1016/j.wear.2025.206435
2025
An elastoplastic analysis of fretting crack nucleation: Correlation between critical distance and grain size DOI : 10.1016/j.ijfatigue.2025.108854
2025
Prediction of fretting fatigue damage under variable loading blocks: Effect of plasticity DOI : 10.1016/j.ijfatigue.2025.109022
2025
Flow-induced fretting in DEMO divertor targets equipped with swirl tapes: Numerical investigation through one-way fluid-structure interaction simulations DOI : 10.1016/j.fusengdes.2025.115307
2025
Closed-form solutions for simplified fretting wear profiles prediction incorporating an inverse identification of local wear rates DOI : 10.1016/j.wear.2025.205979
2024
A reverse identification of the friction coefficient operating within crack lips through a complete elastoplastic simulation of 3D fretting fatigue cracks DOI : 10.1016/j.engfracmech.2024.110157
2023
Fretting-fatigue of shrink fit lug-bush assemblies: Interference-fit effect DOI : 10.1016/j.triboint.2023.108581
2023
Fretting tests for cyclic plastic law identification: Application to a 1XXX aluminium crossed wire contact DOI : 10.1016/j.triboint.2022.107958
2022
Explicit formulations of adhesive wear extension in fretting interfaces applying the contact oxygenation concept DOI : 10.1016/j.wear.2021.204147
2022
Fretting wear modeling of 3D and 2D Hertzian contacts with a third-body layer using a Winkler elastic foundation model DOI : 10.1016/j.triboint.2022.107493
2021
Micromechanical tensile test investigation to identify elastic and toughness properties of thin nitride compound layers DOI : 10.1016/j.surfcoat.2021.127303
2021
Modeling adhesive and abrasive wear phenomena in fretting interfaces: A multiphysics approach coupling friction energy, third body and contact oxygenation concepts DOI : 10.1016/j.triboint.2021.107077
2021
Modeling contact oxygenation and adhesive wear extension in axisymmetric flat circular fretting interfaces DOI : 10.1016/j.wear.2021.203822
2020
Modeling the fretting fatigue endurance from partial to gross slip: The effect of debris layer DOI : 10.1016/j.triboint.2019.106069
2020
Modelling adhesive wear extension in fretting interfaces: An advection-dispersion-reaction contact oxygenation approach DOI : 10.1016/j.triboint.2020.106490
2019
Fretting wear rate evolution of a flat-on-flat low alloyed steel contact: A weighted friction energy formulation DOI : 10.1016/j.wear.2018.12.022
2018
A dynamical FEA fretting wear modeling taking into account the evolution of debris layer DOI : 10.1016/j.wear.2018.07.018
2017
Wear rate impact on Ti-6Al-4V fretting crack risk: Experimental and numerical comparison between cylinder/plane and punch/plane contact geometries DOI : 10.1016/j.triboint.2016.11.023
2017
A numerical simulation of fretting wear profile taking account of the evolution of third body layer DOI : 10.1016/j.wear.2017.01.063
2017
Contact size, frequency and cyclic normal force effects on Ti–6Al–4V fretting wear processes: An approach combining friction power and contact oxygenation DOI : 10.1016/j.triboint.2016.12.049

Enseignements

Métiers de l'ingénieur généraliste (MIG)

Chargé d'enseignement

Un MIG est un enseignement personnalisé par projets qui rassemble un groupe de 12 ou 14 élèves encadré par des enseignants-chercheurs de l’Ecole autour d’un problème complexe qu’il s’agit de découvrir dans ses principales dimensions, bien sûr scientifique et technique, mais aussi transversales (socio-économie, gestion, droit, environnement, … selon le domaine traité) . 10 sujets différents vous sont proposés. Ils reflètent tous l’actualité des thèmes de recherche développés par les centres de l’Ecole et l’industrie. Les défis à relever par les élèves à travers ces 10 projets s’inscrivent dans des grands enjeux de l’industrie du futur et de la société : De la Transformation à la Gestion des Ressources Energétiques, Data Science et Applications Innovantes, Extraction des Matières Premières et Impact Environnemental, Conception et Matériaux pour l’Aéronautique et l’Automobile, Ingénierie de la Médecine et des Soins Hospitaliers Chaque sujet de MIG est abordé sous forme d’activités complémentaires et imbriquées au cours d’une période intensive de trois semaines : - des visites d’entreprises, des conférences et des cours - une période d’expérimentation et/ou de modélisation dans un centre de recherche ou en entreprise sous forme de mini-projets réalisés en sous-groupes. De plus, chaque groupe d’élèves synthétise collectivement les travaux réalisés sous la forme d’un rapport écrit et d’une soutenance orale devant un jury professionnel. Cette restitution vous permettra de mieux percevoir toutes les dimensions du sujet abordé et d’approfondir le travail en équipe.

Mécanique Expérimentale

Intervenant

Les objectifs du cours sont de deux ordres. En s’appuyant sur des exemples industriels,l’enseignement vise d’abord de permettre aux étudiants de comprendre les enjeux d’une campagne d’essais mécaniques, et d’acquérir les outils nécessaires à la construction de plans d’expérience pour la caractérisation mécanique des matériaux. Dans cette optique, en partant d’une description des essais normalisés pour en voir les limites, une présentation d’essais originaux ou “hors normes” les mieux instrumentés possible sera faite. Pour cela, une partie du cours sera consacrée à l’étude des moyens des mesures thermomécaniques sans contact (thermographie infra-rouge et corrélation d’images numériques). Dans un deuxième temps, il s’agira de faire le lien entre la mécanique des milieux continus, les équations de comportement thermomécanique et la caractérisation expérimentale. Les notions de calcul de contrainte et déformation seront rappelées, pour comprendre les méthodes d’optimisation de loi de comportement et d’endommagement que l’on cherche à identifier au travers des essais. L'activité en présentiel (29 h) est structurée en séances plénières (12 h), en mini-projets (binôme ou trinôme) (15h), en restitution des projets devant un jury (30 minutes). Le travail personnel des élèves (6 heures) comprend : Compréhension du mini projet, Recherche bibliographique, Analyse et interprétation scientifique des résultats obtenus, Rédaction d’une synthèse, Préparation d’une restitution orale

Direction(s) de thèse(s)

2025 Caractérisation et modélisation de l’endommagement des rotors bobinés sous sollicitation thermomécanique : usure et endommagement des isolants ROSSI Maminirina Alyssa Cynthia
2025 Développement d’un modèle prédictif d’usure pour les problématiques de fretting des assemblages de combustible nucléaire MOREIRA LEVY Marjory
2025 Modélisation cyclique de la propagation en fatigue thermomécanique pour les aciers inoxydables austénitiques VANNIER Martin
2025 Étude expérimentale et modélisation de l’usure et du frottement d’alliages métalliques (TA6V, 316L) sous hydrogène RENOU Hana
2024 Modélisation de l’amorçage et de la propagation des fissures induites par des sollicitations de fretting fatigue FOURCIN Morgan
2023 Etude expérimentale et modélisation des phénomènes tribologiques (usure et frottement) sous H2g FARTAS Mohammed
2022 Durabilité et cycle de vie de la machine électrique, au cœur des enjeux d’une transition bas-carbone SAHAOUI Mohamed
2022 Fissuration sous chargement anisotherme et non-proportionnel en plasticité généralisée LE GOFF Camille
2022 Etude du comportement en fretting fatigue corrosion des brins d'acier et d'aluminium des conducteurs aériens pour transport d'énergie MEDRALA Clément

Mots-clés

Équipe