Contexte:
La protection des installations nucléaires contre les risques naturels ou les accidents constitue une partie importante de la démonstration de sûreté de celles-ci. Parmi ces risques, le séisme peut être dimensionnant pour les équipements de la chaudière nucléaire.
Des modèles éléments-finis des différents composants du circuit primaire sont développés pour permettre l’étude du comportement dynamique de la chaudière lorsqu’elle est soumise à des chargements extrêmes tels que des sollicitations sismiques.
La progression des moyens de calcul dans les dernières décennies permet des représentations de plus en plus détaillées du comportement des structures et des composants. Une importante activité de recherche et de développement tourne autour de la thématique de l’amélioration des modèles numériques et des méthodes de calcul en dynamique.

Objectifs
Cette proposition de stage fait écho à l’émergence de difficultés récurrentes dans la réalisation de calculs dynamiques implicites à partir de modèles éléments finis intégrant des non-linéarités de type contact nœud à nœud. Ce type de modélisation non-linéaire permet la prise en compte des phénomènes d’impact pouvant avoir lieu aux interfaces du composant pendant un séisme.
Les phénomènes d’impact peuvent être difficiles à modéliser, si bien que certains calculs sismiques s’avèrent parfois non-répétables. Un même calcul lancé deux fois peut conduire à des résultats différents avec une variabilité forte sur les grandeurs d’intérêt attendues en sortie des modèles (efforts d’impact aux contacts, contraintes, etc.).
Un premier stage a déjà été réalisé sur ce sujet, permettant de mettre en lumière les phénomènes expliqués ici. De plus, ce stage a conduit à la création d’outils d’analyse du problème sous sa forme harmonique.

L’objectif du stage est d’alimenter le retour d’expérience au sujet de cette problématique afin d’améliorer le niveau de compréhension des phénomènes conditionnant la répétabilité des calculs.
Vous intégrerez une équipe spécialisée dans l’analyse dynamique des structures. Les investigations porteront sur un modèle simplifié de Mécanisme de Commande de Grappe sous sollicitation harmonique et sismique (cas d’étude propice à la non-répétabilité).

Le stage s’organisera en trois temps :

1) les équations précédemment établies devront être adimensionnées et mises en place dans les outils développés. Des méthodes avancées d’analyse non-linéaire pourront être appliquées à ces équations.
2) une excitation sismique sera appliquée au modèle afin de valider les problèmes de non-répétabilités pour des excitations harmoniques et sismiques.
3) il sera envisagé d’étendre les outils développés sur un modèle de plus grande dimension.

En parallèle une étude pourra être menée sur la base d’un solveur explicite (EUROPLEXUS) afin d’évaluer l’impact du type de schéma numérique sur la répétabilité.
Un outil prédictif pourra être mis en place en fonction des résultats obtenus.

Vous préparez une formation de niveau Bac+5 en école d'ingénieurs ou équivalent universitaire avec une dominante en mécanique des structures.

Vous disposez de compétences en :

·         Dynamique des structures,

·         Analyse numérique des problématiques non-linéaires,

·         Simulation numérique par la méthode des éléments finis,

·         Programmation informatique pour le calcul scientifique (Python, Bash Linux).

Vous démontrez un goût prononcé pour les enjeux techniques liés à la modélisation mécanique.

Vous faites preuve de dynamisme, d’autonomie, d'une écoute attentive.

Vous êtes rigoureux(se) et force de proposition.

Vous avez un niveau d'anglais opérationnel.

Ce qui peut être un plus :

·         Une connaissance des phénomènes entrant en jeu dans la dynamique du contact,

·         Une première expérience d’utilisation du logiciel de calcul ANSYS APDL,

·         Des bases concernant l’utilisation de solveurs explicites (EUROPLEXUS en particulier),

·         Des notions sur le fonctionnement général des chaudières nucléaires,

·         Un attrait particulier pour la filière nucléaire.