Thèse soutenue

Optimisation fiabiliste et topologique de la maintenance des structures soumises à la fatigue
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Auteur / Autrice : Samer Mahmoud
Direction : Alaa ChateauneufKhaled El-Tawil
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie Mécanique
Date : Soutenance le 23/03/2021
Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne (2021-...)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences pour l'ingénieur (Clermont-Ferrand)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Pascal (Aubière, Puy-de-Dôme)
Jury : Président / Présidente : Abdelhamid Bouchaïr
Examinateurs / Examinatrices : Sylvie Yotte, Abdelkhalak El Hami

Mots clés

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Résumé

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Ce travail consiste à développer une méthode d’optimisation de la topologie des structures en tenant compte de leur maintenance et niveau de fiabilité. L’analyse de sensibilité permet d'étudier l'importance de certains paramètres sur le comportement et la fiabilité de la structure durant sa durée de vie. La méthodologie se déroule en trois étapes principales : Dans un premier temps, l’optimisation de la topologie de structure est effectuée en minimisant la fonction objectif sous des limitations d'optimisation. Lorsque la fonction objectif est la compliance mécanique, le volume minimal devient une limitation. Lorsque la fonction objectif est le poids de la structure (équivalent au volume), la limitation sur la compliance doit être considérée. Dans un deuxième temps, nous calculons la probabilité de défaillance de la structure optimisée soumise à des charges cycliques en tenant compte de la fatigue du matériau. La durée de vie est ainsi déterminée. Finalement, l’optimisation de la maintenance par la fiabilité aboutit à minimiser le coût total de la maintenance. Cette méthodologie est appliquée sur des structures continues et des structures à barres ; nous appliquons la démarche sur une structure continue afin de déterminer la relation entre le coût minimal de maintenance et la dimension géométrique. L'application numérique sur une poutre console à barre a pour bût d’étudier l’influence de la compliance et la diminution de rigidité sur la durée de vie et par la suite sur le coût de maintenance. Un pylône électrique est une structure à barres soumise à des charges multiples qui sollicitent plusieurs nœuds. Cette application considère l’effet du vent sur le comportement de la structure et nous permet de trouver la forme optimisée la plus fiable. Le problème de structure à trois barres est traité aussi, l’objectif de cette application est d'étudier l’effet de la dispersion des variables aléatoires sur le coût de maintenance, en considérant deux politiques de maintenance : - Politique 1 : remplacement du système à l’instant de maintenance - Politique 2 : remplacement à l’instant de maintenance de la barre la moins fiable Enfin les résultats de ces applications sont analysés, ce qui nous conduit à une conclusion générale de ce travail.