Thèse soutenue

Simulation thermo-mécanique du procédé de fabrication additive par dépôt-fil WAAM
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Auteur / Autrice : Sami Hilal
Direction : Matthieu Maziere
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance le 03/05/2022
Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique
Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure des mines (Paris ; 1783-....)
Laboratoire : ENSMP MAT. Centre des matériaux (Evry, Essonne)
Jury : Président / Présidente : Cyril Bordreuil
Examinateurs / Examinatrices : Matthieu Maziere, Muriel Carin, Pierre Kerfriden, Djamel Missoum Benziane, Sofiane Hendili
Rapporteurs / Rapporteuses : Eric Feulvarch, Mike C. Smith

Résumé

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Un modèle thermo-mécanique mésoscopique du procédé de fabrication additive WAAM est implémenté à l'aide du code éléments finis Code_Aster développé par EDF. Les simulations sont réalisées pour différentes géométries et avec différentes stratégies de dépôt. L'implémentation du modèle nécessite la détermination de paramètres d'entrée qui ne peuvent pas être mesurés ou caractérisés directement, tels que les paramètres de la source thermique. Afin de calibrer le modèle mis en place, des essais expérimentaux sont réalisés et instrumentés en utilisant différents équipements: thermocouples, imagerie thermique et scan 3D. Pour calibrer le modèle thermique sur les données expérimentales, une méthodologie de calibration des paramètres par résolution d’un problème inverse bayésien basée sur une approche de métamodèle est mise en place. Les résultats numériques sont ensuite validés par comparaison à des données expérimentales sur plusieurs cas d’étude. Une bonne correspondance entre les résultats numériques et les résultats expérimentaux a été établie. Après la validation des modèles, différentes approches macroscopiques sont explorées pour réduire le temps de calcul pour la simulation de grands composants. Ce travail s’inscrit dans le cadre du consortium de fabrication additive francilien "Additive Factory Hub" (AFH) impliquant des industriels et laboratoires académiques.