Sujet de doctorat

Réduction de modèle multiphysique pour la conception et le dimensionnement des supports de tuyauteries dans le domaine de la production d’énergie

Résume de la thèse


L’objectif des travaux de cette thèse est de proposer et de mettre en œuvre une méthode générale d’aide à la conception du supportage d’une tuyauterie basée sur une description 1D classique. Mais elle devra intégrer des modèles de comportement mécanique des supports, capables de décrire les phénomènes de jeux, de frottement et de résonances locales. Ces modèles seront basés sur une technique de réduction afin d’être intégrés dans un code de simulation « métier », en accord avec les hypothèses des poutres de Timoshenko, et en particulier avec le principe de Saint Venant.
Une classification, associée à une nomenclature des divers types de supports, sera effectuée à partir d’un choix de variables internes décrivant les comportements non-linéaires et d’une liste de paramètres rattachée aux caractéristiques mécaniques et géométriques. Des études de sensibilités seront effectuées pour déterminer les paramètres les plus influents. Une analyse de robustesse sera menée pour encadrer les caractéristiques des modèles réduits des supports en fonction des incertitudes sur les paramètres les plus sensibles. Des essais simples seront imaginés pour vérifier la pertinence de l’approche proposée.
Dans le cadre de la démarche systémique proposée et pour se rattacher aux méthodes spectrales utilisées dans le dimensionnement parasismique, la synthèse du comportement dynamique sera effectuée à l’aide de la notion de modes non-linéaires stochastiques. Elle prendra en compte les caractéristiques non-linéaires des modèles et leur dispersion dans le cadre d’une approche robuste. Par ailleurs, les couplages thermomécanique et fluide-structure seront pris en compte pour répondre aux spécifications techniques associées à la conception fiable et robuste des tuyauteries.
L’étape de validation du modèle mis en place se basera sur les éléments d’archives des tuyauteries et supports en fonctionnement. Elle se basera sur une modélisation et simulation numérique multi-physiques complexes en trois dimensions (3D), tenant compte des dépendances spatiales et temporelles.

Encadrement: 

Direction de thèse : Thouraya BARANGER, UCBL
Co-encadrant de thèse : Louis JEZEQUEL, ECL
Co-encadrant : Olivier DESSOMBZ, ECL