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Comité d'évaluation LMSSMat - 3 Décembre 2004 - Méthodes et logiciels pour la simulation numérique en mécanique Laboratoire de Mécanique des Sols Structures.

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1 Comité d'évaluation LMSSMat - 3 Décembre Méthodes et logiciels pour la simulation numérique en mécanique Laboratoire de Mécanique des Sols Structures et Matériaux École Centrale Paris / CNRS UMR 8579

2 Comité d'évaluation LMSSMat - 3 Décembre Les opérations de recherche Interactions structure-structure – Hachmi BEN DHIA (ECP) Milieux enchevêtrés – Damien DURVILLE (CNRS) Contrôle de qualité et adaptativité – Bing TIE (CNRS) Ondes en milieux hétérogènes et aléatoires – Didier CLOUTEAU (ECP) Vibrations – Étienne BALMÈS (ECP)

3 Comité d'évaluation LMSSMat - 3 Décembre Activités Approches variées et spécifiques de la simulation – Spécificités en méthodes Réduction de modèles Outils de modélisation stochastiques Méthodes de jonctions de modèles Approches adaptatives en discrétisation et en modèles – Spécificité des milieux abordés Nids d'abeille, sandwichs Milieux enchevêtrés Un ensemble de méthodes et de codes

4 Comité d'évaluation LMSSMat - 3 Décembre Analyse mathématique : couplage de modèles Arlequin : comment superposer des modèles différents ? – Intérêts : zoom sur des zones particulières – Jonction entre modèles de natures diifférentes – L'opérateur de couplage en volume doit prendre en compte les champs de déplacement et leurs dérivées (déformations)

5 Comité d'évaluation LMSSMat - 3 Décembre Analyse mathématique : contact Méthode continue pour le contact et l'impact – Analyse complète du problème depuis le continu jusqu'au discret pour l'établissement de résultats de stabilité – Utilisation de multiplicateurs de Lagrange – Apports sur l'importance de l'intégration numérique des efforts de contact (Benchmark de Taylor) – Dynamique : formulation conjointe de lois de contact en déplacement et en vitesse

6 Comité d'évaluation LMSSMat - 3 Décembre Analyse stochastique pour la propagation d'ondes Approche probabiliste des phénomènes de propagation d'ondes – Outil de base : propagation d'ondes dans les sols stratifiés – Application : étude des vibrations induites par le métro Prise en compte des incertitudes de modèles concernant le bâtiment

7 Comité d'évaluation LMSSMat - 3 Décembre Analyse stochastique pour la propagation d'ondes Recherche de méthodes d'approches simplifiées – Référence : modèles déterministes directs (chers) – Développement de méthodes d'approximation simplifiées (inspiration de la physique) – Détermination de structures a priori d'opérateurs d'impédance (en vue d'une détermination aléatoire de ceux-ci)

8 Comité d'évaluation LMSSMat - 3 Décembre Réduction de modèle pour la dynamique Réduire de manière drastique le nombre de degrés de liberté d'une structure pour rendre abordable – L'optimisation – Le stochastique – Le recalage Choix et sélection adaptative des bons modes de représentation de la structure

9 Comité d'évaluation LMSSMat - 3 Décembre Réduction de modèle pour la dynamique 3D détaillé Réduction : hypothèses tranche

10 Comité d'évaluation LMSSMat - 3 Décembre Propagation d'ondes moyenne/haute fréquence – Grandes structures et courtes longueurs d'ondes (chocs pyrotechniques) – Méthode Galerkin discontinue en temps – Maillage adaptatif (estimateurs d'erreur) Adapativité en maillage

11 Comité d'évaluation LMSSMat - 3 Décembre Adaptativité en modèle Propagation de fissures – Adapation modèle 3D en pointe de fissure – Endommagement non-linéaire

12 Comité d'évaluation LMSSMat - 3 Décembre Contact pour les milieux enchevêtrés Contacts entre fibres en grandes transformations Discrétisation a priori et automatique du contact à partir de la construction d'une géométrie intermédiaire Extension progressive des problématiques de câbles à d'autres milieux – Tissés textiles – Ligaments de l'épaule

13 Comité d'évaluation LMSSMat - 3 Décembre Contact pour les milieux enchevêtrés Approche de milieux enchevêtrés généralisés – Introduction de structures aléatoires – Vers l'identification du comportement complexe de ces milieux – Applications Amas de nanotubes de carbone Laine de verre Tissus biologiques (biomécanique)

14 Comité d'évaluation LMSSMat - 3 Décembre Une concrétisation dans des logiciels Des méthodes qui se concrétisent dans des logiciels – Un des savoir-faire spécifique de l'équipe – Justifié par les domaines particuliers visés (niches) – Garantie d'une efficacité des méthodes proposées et d'une implication avec les partenaires utilisant le logiciel – Gros travail souterrain (développement, maintenance, notices, formation, assistance)

15 Comité d'évaluation LMSSMat - 3 Décembre Une pérennisation dans des logiciels Gefdyn – Phénomènes couplés non-linéaires (dynamique biphasique) – Des implantations variées (industrielles - De Ceren Ville, Coyne et Bellier, EdF, BRGM - et universitaires - Portugal, Suisse, Italie, Russie) MISS – Module d'Interaction Sols Structures – Éléments finis de frontière pour la propagation d'ondes en milieux stratifiés – Interfaces avec Gefdyn, SDT, Code_Aster – En production à EDF (assurance qualité) OOFE – Adaption de maillages et modèles – Développement en orienté objet (C++) – Plate-forme d'accueil de plusieurs thèses

16 Comité d'évaluation LMSSMat - 3 Décembre Une pérennisation dans des logiciels Multifil – Milieux enchevêtrés – Développé pour Michelin (modélisation des renforts câblés) – Utilisation industrielle en dimensionnement avant-projets Structural Dynamic Toolbox (SDT) – Partenariat avec le projet de logiciel libre Openfem (INRIA) – Start-up hébergée au laboratoire : 500 installations dans 20 pays Code_Aster (EDF) – Plate-forme d'accueil des développements Arlequin et méthode continue pour le contact – Alternative au développement autonome en interne

17 Comité d'évaluation LMSSMat - 3 Décembre Moyens correspondants Projet d'achat d'un supercalculateur parallèle – Développement de méthodes spécifiques pour le passage de gros calculs Assistance d'un ingénieur recherche pour le développement – Aide centralisée aux outils et méthodes de développement – Recherche d'éléments communs fédérateurs

18 Comité d'évaluation LMSSMat - 3 Décembre Coopérations Industrielles – Institutionnels : EDF, IFP,BRGM – Transport, Automobile : Michelin, PSA, SNCF, Péchiney – Aérospatial : EADS-ST, CNES, SNECMA Universitaires – Au sein du LMSSMat – INRIA (Openfem) – Fédération Francilienne de Mécanique Modélisation numérique multi-échelles espace-temps, bio-mécanique, modélisation des procédés de fabrication, propagation des ondes – Européennes Louvain (thèses en co-tutelle) Thessalonique, Cambridge

19 Comité d'évaluation LMSSMat - 3 Décembre Conclusions Des approches variées et spécialisées Deux fondements – Développement de méthodes d'approches de phénomènes mécaniques complexes – Capitalisation du savoir-faire dans des logiciels Savoir-faire reconnu par des collaborations industrielles et universitaires Formations – 11 thèses soutenues, 13 en cours


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