Analyses du risque de rupture brutale par simulation numérique avec les éléments X-FEM sur un cas industriel

Contexte

Dans le cadre de la sûreté, l’absence de risque vis-à-vis de l’ensemble des modes de ruine mécanique potentiels doit être démontrée afin de valider le dimensionnement mécanique de chacun des composants du circuit primaire et secondaire. La rupture brutale est l’un de ces modes de ruine mécanique. Elle se caractérise par la propagation subite d’une hypothétique fissure présente dans la paroi d’une structure et qui serait soumise à des contraintes mécaniques.

La rupture brutale est un phénomène bien connu dans l’industrie nucléaire. Elle fait l’objet de justifications soit par des méthodes analytiques soit, dans des cas plus complexes, par des méthodes numériques basées sur des modèles éléments finis (FEM). L’analyse de défaut par les éléments finis est une méthode d’analyse robuste. Elle présente cependant l’inconvénient d’être coûteuse en temps de modélisation, en particulier lors de la phase de réalisation du maillage du modèle de calcul.

Depuis près d’une vingtaine d’années, de nombreux travaux universitaires ont concerné le développement des éléments finis étendus X-FEM. Cette méthode apparait intéressante pour l’analyse des fissures du fait qu’elle réduit significativement la difficulté et le temps de travail associés à l’étape du maillage. L’utilisation des éléments X-FEM est envisagée au sein de FRAMATOME en complément des méthodes d’analyses traditionnelles. La pertinence de l’utilisation de cette méthode, en termes de précision et de prédictivité des résultats, doit cependant encore être démontrée sur plusieurs cas industriels.

Missions

Ce stage sera effectué au sein de la section calcul thermomécanique de la division technique ingénierie mécanique basée à Lyon. Il s’inscrit dans la démarche de validation de l’utilisation des éléments XFEM comme outil d’analyse principal pour certaines études de rupture brutale.

L’objectif du stage est de prédire les résultats sur un cas industriel avec les éléments X-FEM, puis de comparer ces résultats avec ceux déjà obtenus grâce à la méthode classique des éléments finis. En fonction de la vitesse d’avancement, des cas industriels complémentaires pourraient être envisagés.

Le logiciel qui sera utilisé est le logiciel SYSTUS qui est l’une des références dans le domaine du nucléaire.

Vous êtes en dernière année de formation ingénieur mécanique ou équivalent universitaire (Bac+5) avec une spécialisation en mécanique.

Vous souhaitez réaliser votre stage en modélisation mécanique et simulation numérique par éléments finis.

Vous possédez des connaissances en simulation numérique / méthode par éléments finis.

Vous avez une aptitude à vous intégrer dans une équipe et une capacité de dialogue.

L’autonomie dans le travail ainsi que la force de proposition seront des composantes importantes pour la réussite de ce stage.

Vous avez un niveau d'anglais intermédiaire.