La modélisation dynamique de structures complexes peut nécessiter la prise en compte de phénomènes intervenant à des échelles très différentes. Or, une modélisation fine de ce type de structures entraîne généralement des coûts de calculs prohibitifs. La modélisation multiéchelle se présente alors comme une solution alternative à cette problématique en tenant compte de chaque phénomène à l’échelle la plus adéquate.
Nous nous intéressons ici à des structures élancées soumises à des sollicitations mécaniques qui conduisent à des contacts frottants entre la structure et les éléments de maintien. Le comportement des structures élancées est en général représenté par des modèles de type poutre équivalente, mais la prise en compte précise du contact/frottement local nécessite des modèles 3D massifs.
L’originalité du travail proposé ici est de bâtir une approche multiéchelle et multimodèle efficace entre modèles poutres et massifs qui permette de prendre en compte localement le contact frottant de structures élancées. Nous nous orientons ainsi vers l’utilisation de méthodes multigrilles (ou multiniveaux) locales qui permettent naturellement un couplage multiéchelle non intrusif. La précision de ces méthodes repose alors sur le choix des opérateurs de transfert entre échelles, qui devront être définis avec soin. Il faudra également prendre en compte la non compatibilité des maillages soutenant les modèles sur les différentes échelles pertinentes. Ainsi, le modèle final sera un modèle de poutre enrichi permettant de prendre en compte des phénomènes de contact locaux.
Le modèle développé sera comparé à des résultats expérimentaux obtenus lors de campagnes d’essais déjà réalisées, et à des solutions numériques de référence, de complexité croissante, destinées à valider finement la pertinence de l’approche multiéchelle proposée.
Le potentiel fort des approches multiéchelles visées, appliqué dans ce sujet au domaine du nucléaire, pourra être valorisé par le candidat à d’autres problématiques industrielles telles que celles de l’aéronautique ou encore de l’automobile.
La thèse se déroulera dans le cadre du laboratoire commun MISTRAL entre le CEA et le LMA (laboratoire de mécanique et d’acoustique) de Marseille. Le doctorant réalisera la majeure partie de sa thèse au CEA au sein de l'institut IRESNE (Cadarache) dans les équipes spécialisées autour des méthodes numériques et de la modélisation dynamique de structures complexes. Il se rendra régulièrement à Marseille pour échanger avec les encadrants universitaires.