Prise en compte des interactions de contact-frottement entre fils d'armure pour la modélisation éléments finis d'un pipeline flexible en grandes transformations

par Eric Giry

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Denis Aubry.


  • Résumé

    Ce travail porte sur la modélisation du comportement des pipelines flexibles utilisés en mer pour la production d'hydrocarbures. L'étude de ces structures repose principalement sur des essais relativement longs et onéreux à mettre en oeuvre. Les modélisations récentes ne donnent pas encore entièrement satisfaction pour un chargement combiné de pression interne et flexion. Les efforts mécaniques sont essentiellement repris par des nappes d'armures métalliques qui sont constituées de fils d'armure dont les interactions de contact régissent la répartition des contraintes dans ces nappes au niveau local ainsi que le comportement de la structure. Le principal apport de cette thèse réside dans la construction d'un modèle éléments finis permettant de s'affranchir des hypothèses habituelles. Les déformations que peuvent subir les fils d'armure nous incitent à nous placer dans le cadre des grandes transformations. La détection des multiples contacts entre les fils, représentés par des poutres de section rectangulaire, est un des aspects novateurs de nos travaux. Le traitement proposé s'appuie sur un discrétisation a priori du problème de contact à partir des considérations géométriques ce qui nous permet d'être relativement précis dans la localisation des lieux de contact. Une modélisation spécifique des chargements, déplacements des extrémités et pression interne, a été également développée. L'ensemble à été implémenté dans un code de calcul par éléments finis écrit en langage orienté objet. Ce type de langage autorise la manipulation de concepts de haut niveau de manière relativement efficace. Cela nous a permis d'introduire les méthodologies proposées au plus proche de leur formulation et de focaliser sur les points nouveaux. Les résultats obtenus montrent la capacité des méthodes employées à modéliser le comportement des nappes d'armures d'un riser soumis à des cycles de flexions et à la pression externe.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (XIV-222 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 90 réf.

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 69111
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