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Utilisation dOpenTURNS dans Salomé-Méca : Evaluation dune courbe de fragilité Anne-Laure Popelin EDF R&D, Département Management des Risques Industriels.

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1 Utilisation dOpenTURNS dans Salomé-Méca : Evaluation dune courbe de fragilité Anne-Laure Popelin EDF R&D, Département Management des Risques Industriels Journée Utilisateurs OpenTURNS juin 2012

2 2 - Journée Utilisateurs OpenTURNS juin 2012 Déroulement de lexposé Contexte de létude Les EPS séisme Courbe de fragilité Létude SMART Salomé-Méca Présentation de la plate-forme Une étude Code_Aster – OpenTURNS dans Salomé-Méca Conclusions et perspectives

3 3 - Journée Utilisateurs OpenTURNS juin 2012 Analyse dincertitudes et EPS EPS (Étude Probabiliste de Sûreté) : modèle probabiliste pour « explorer » les scénarios accidentels enchaînements dévénements Lanalyse dincertitudes peut alimenter les EPS en fournissant des probabilités de défaillance, conditionnelles à une situation accidentelle donnée Le modèle au cœur de létude est un modèle physique (avec des entrées aléatoires)

4 4 - Journée Utilisateurs OpenTURNS juin 2012 Les EPS séisme Études probabilistes de sûreté sismique : Évaluer le risque de fusion du cœur dû à un événement (externe) sismique Identifier les principaux contributeurs à ce risque Quantifier le risque sismique des installations compte-tenu : du chargement aléatoire (séisme) courbes daléa sismique pour prendre en compte la variabilité du phénomène des incertitudes sur les modèles et les données courbe de fragilité propre à la structure étudiée Prise en compte des incertitudes tant épistémiques (réductibles avec nouvelle acquisition de connaissances) qualéatoires (intrinsèques)

5 5 - Journée Utilisateurs OpenTURNS juin 2012 Courbe de fragilité Définition dune courbe de fragilité Probabilité de défaillance P f (dune structure ou dun composant) pour un niveau sismique : : paramètre caractérisant la nocivité du séisme, souvent le PGA (Peak Ground Acceleration) A : capacité de la structure, i.e. niveau sismique limite auquel la structure résiste Temps [s] Accélération au sol Niveau sismique [g] P f ( )

6 6 - Journée Utilisateurs OpenTURNS juin 2012 Courbe de fragilité Modèle log-normal (EPRI) Capacité médiane A m de la structure Ecart-type logarithmique β (variabilité) Méthodes pour estimer les paramètres A m et β Par maximum de vraisemblance Régression (linéaire) Paramètres à déterminer [Zentner, 2010]

7 7 - Journée Utilisateurs OpenTURNS juin 2012 Application maquette SMART Benchmark SMART SMART (Seismic design and best-estimate Methods Assessment for Reinforced concrete buildings subjected to Torsion and non-linear effects) Variables caractérisant lendommagement Drift (déplacement différentiel entre deux étages) Décalage des premières fréquences propres Modèle EF coque et poutres (Code_Aster) Loi de comportement du béton armé Modèle dendommagement global GLRC_DM Calculs transitoires non linéaires (DYNA_NON-LINE) Temps CPU pour un calcul : 4 – 7 h [Zentner, 2010]

8 8 - Journée Utilisateurs OpenTURNS juin 2012 Application maquette SMART Sources dincertitudes : Aléa sismique : 50 séismes artificiels (base de donnée) Structure : 3 paramètres modélisés par des variables aléatoires: M add, E b, Propagation des incertitudes Latin Hypercube Sampling (LHS) 4 réplications de léchantillon initial de taille 50 : N s =200 Pour chaque jeu de données : Calcul du drift Indicateur de défaillance xi (1 si le drift est supérieur à la valeur admissible, 0 sinon) Calcul des paramètres A m et β par la méthode du max. de vraisemblance [Zentner, 2010]

9 9 - Journée Utilisateurs OpenTURNS juin 2012 Application maquette SMART Initialement réalisée avec OpenTURNS et Code_Aster (ASTK) hors Salomé Étude utilisée pour étudier le champ dapplication de loutil Code_Aster-OpenTURNS sous Salomé-Méca En 2010 : étude préliminaire avec un modèle mécanique simplifié (linéaire - ~25min.) En 2011 : passage de létude SMART complète, sur serveur de calcul Retours dexpériences évolutions régulièrement implémentées

10 10 - Journée Utilisateurs OpenTURNS juin 2012 La plate-forme Salomé-Méca Salomé : plate-forme de calcul développé par EDF, CEA et Open CASCADE (open-source) Plate-forme générique pour la simulation numérique, intègrant des outils de pré et post-traitement (maillage, visu, gestion de schéma de calculs…) La version EDF intègre depuis 2011 un module OpenTURNS Salomé-Méca : Plate-forme basée sur Salomé, open-source Intègre Code_Aster et OpenTURNS

11 11 - Journée Utilisateurs OpenTURNS juin 2012 Études probabilistes avec la plate-forme Salomé-Méca Salomé-Méca, depuis sa version , intègre désormais Open TURNS Meilleure ergonomie Couplage automatique de Code_Aster et Open TURNS pas de « wrapper » à construire par lutilisateur Interfaces graphiques Arbre détude Salomé Interfaces graphiques (basées sur Eficas) disponibles pour la création détudes probabilistes Distribution des calculs via le module YACS Indispensable pour les études probabilistes qui nécessitent un nombre élevé de calculs Plusieurs schémas possibles Interface graphique pour la définition du schéma Plate-forme enrichie du retour dexpériences depuis 2010 : de nombreuses évolutions déjà implémentées

12 12 - Journée Utilisateurs OpenTURNS juin 2012 Chaînage OpenTURNS – Code_Aster Module Aster : Définition de létude de base Données : fichier comm / maillage med Paramètres de calcul

13 13 - Journée Utilisateurs OpenTURNS juin 2012 Chaînage OpenTURNS – Code_Aster Module OpenTURNS : Variables in/out Lois de distribution Critère Nombre de tirages … Schéma de calcul

14 14 - Journée Utilisateurs OpenTURNS juin 2012 Chaînage OpenTURNS – Code_Aster

15 15 - Journée Utilisateurs OpenTURNS juin 2012 Chaînage OpenTURNS – Code_Aster Module JobManager : Serveur de calcul Paramètres de lancement du schéma de calcul

16 16 - Journée Utilisateurs OpenTURNS juin 2012 Conclusions et perspectives Exemples dévolutions depuis Salomé-Méca Traitement des cas de non-convergence Affichage des cas non-convergés dans larbre détude Distribution des calculs sur serveur distant Meilleur accès aux résultats : tous les résultats dOpenTURNS sont accessibles dans larbre détude Documentation OpenTURNS cohérente avec la version Documentation versionnée Perspectives : Estimation dune courbe de fragilité pour un composant à échelle industrielle Test des dernières fonctionnalités implémentées Retour dexpérience supplémentaire Mettre à profit les fonctionnalités dautres modules (ParaVis – outil de visualisation interactive)

17 17 - Journée Utilisateurs OpenTURNS juin 2012 Merci de votre attention


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