Sujet de Doctorat
Identification par méthodes inverses du niveau d’endommagement de structures en béton armé renforcées par matériaux composites.
Résumé
L’objectif du travail de thèse est de développer une méthodologie d’identification du niveau d’endommagement d’une structure en béton armé renforcée par composite à partir de mesures géométriques. En effet de plus en plus de structures du génie civil atteignent voire dépassent leur limite d’âge et sont renforcées par matériaux composites. Ce sujet est couvert par les équipes de recherche du LMC2 depuis presque 20 ans.
A ce jour, l’enjeux est de savoir, lorsque la structure est renforcée, si le fonctionnement est normal ou pas du point de vue mécanique et d’anticiper des défaillances. Dans cette perspective, l’objectif est de développer les notions de jumeaux numériques en génie civil grâce à de la reconnaissance d’image et à des composites intelligents capables d’informer un modèle quant au niveau de dommage, tant global que local (déformation, déplacement). Ce travail de thèse est une première étape vers ce projet ambitieux.
Un jumeau numérique (en anglais, digital twin ou device shadow) est une réplique numérique d’un objet, d’un processus ou d’un système qui peut être utilisé à diverses fins. La représentation numérique fournit à la fois les éléments et la dynamique de fonctionnement de la structure tout au long de son cycle de vie. Les jumeaux numériques intègrent l’intelligence artificielle, l’apprentissage automatique et l’analyse des données avec des données pour créer des modèles de simulation numérique qui se mettent à jour et changent à mesure que leurs contreparties mécaniques changent. Un jumeau numérique apprend en permanence et se met à jour en utilisant de multiples sources pour représenter son fonctionnement dans son environnement, son endommagement ou ses contraintes en temps quasi réel. Ce système d’apprentissage, apprend de lui-même, en utilisant des données de capteurs qui transmettent divers aspects de son état de fonctionnement et une modélisation adaptée.
Le travail de thèse développera une approche numérique et expérimentale. A partir d’une structure modèle réelle de structure hyperstatique sous forme de portique renforcé par PRF, une modélisation numérique sera développée sur la base dans un premier temps d’une reconstruction 3D du prototype par traitement d’image. Le modèle sera enrichi ensuite par l’introduction de lois de comportement non linéaires des matériaux constitutifs. Dans un deuxième temps l’instrumentation par mesure de champs (Digital Image Correlation) et capteurs de déformation, permettront sous une sollicitation expérimentale donnée de réaliser une comparaison modèle/expérimentation en temps réels. La finalité de la thèse visera à identifier en fonction du niveau de sollicitation le niveau d’endommagement.
Encadrants
- Emmanuel FERRIER
- Laurent MICHEL
- Sylvain BEL
Début et fin de thèse
26/11/2019 – 25/11/2022