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Présentation générale

par Alexandre MARTIN - 25 juillet 2013

Le laboratoire est structuré par trois opérations de recherche :

Endommagement et rupture des structures (métalliques et génie civil) :

  • Modèles d’endommagement et de vieillissement : algorithmes et formulations des lois globales pour les structures, régularisation et modèles à gradients de variables internes. Application aux aciers, aux bétons et aux sols ;
  • Mécanique de la rupture : lien approche globale et locale de la rupture, méthodes énergétiques, simulation 3D de fissures multiples, interaction propagation-structure en fatigue.

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Chargements réels et couplages dans les structures, identification et assimilation de données, méthodes pour la surveillance en service :

  • Identification des chargements aéroacoustique ou thermohydrauliques dans les turbines et les lignes de tuyauteries : phénomènes couplées fluides-structure, sols-structures ;
  • Identification de lois de comportement ou de paramètres pour les structures en service : modèles inverses basés sur l’auscultation, problèmes inverses géométriques, méthodes de surveillance en service des structures. Prévision des conséquences des changements structuraux.

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Mécanique numérique : Méthodes, formulations et algorithmes pour le calcul des structures non linéaires :

  • Méthodes de représentation et propagation des surfaces matérielles, algorithmes de couplages ;
  • Méthodes de pilotages de calcul 3D ;
  • Estimation d’erreur et contrôle des discrétisations spatiales et temporelles ;
  • Méthodes multi-échelles ;
  • Techniques de décomposition de domaine.

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Ce découpage bâtit la cohérence thématique de l’unité : la finalité première étant la connaissance du vieillissement dans l’objectif de la maîtrise de la durée vie. La durée de vie s’appréciant vis à vis du risque de rupture, la première opération de recherche s’établit naturellement dans la thématique de l’endommagement et de la rupture.

La première opération est envisagée pour une bonne partie au sein de la Fédération de Recherche Francilienne en Mécanique des Matériaux, Structures et Procédés (F2M2SP) et plus précisément du Projet de Recherche 10 : Modélisation et calcul multi-échelle de structures endommagées jusqu’à leur ruine ; passage de l’endommagement volumique à la fissure surfacique.

Cependant, l’application aux structures industrielles réelles et exploitées sur une longue durée nécessite la connaissance de l’état actuel et des chargements réellement subis, la maîtrise des conséquences de modifications structurelles ou de fonctionnement : ces problématiques doivent être abordées avec divers outils et méthodes dont celles des problèmes inverses et de l’assimilation de données. Enfin, la surveillance des installations en service conduit à aborder des questions de recherche ou de définition de descripteurs pertinents donc basés le plus possible sur une interprétation physique du comportement du composant. Ces deux thèmes forment l’ossature de la deuxième opération de recherche.

Enfin, les deux premières opérations doivent s’appuyer sur la simulation numérique tant pour l’exploration et l’utilisation de nouvelles modélisations ou méthodologies que pour l’application des résultats à des situations réalistes. L’orientation générale du Laboratoire induit naturellement un questionnement et des développements spécifiques, ceux-ci peuvent en particulier différer sensiblement de ceux qu’impose une démarche de concepteur. Bien que non exclusivement centré sur le Code_Aster libre, les développements sont destinés à s’appuyer majoritairement sur un existant très important au sein de ce code et à s’articuler avec l’équipe de développement EDF R&D située au sein du Département AMA afin de faire de Code_Aster un moyen de capitalisation et de fédération essentiel à l’unité. Bien évidemment, dans la perspective d’intégration des résultats produits en direction de l’ingénierie ou de participation à des projets applicatifs, ces trois opérations sont fortement couplées.