Description du sujet de thèse
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Développement et calibration d'un modèle à champ de phase hyperbolique pour la simulation explicite de la rupture dynamique
Contrat
Thèse
Description de l'offre
La simulation numérique du comportement mécanique des structures soumises à des sollicitations dynamiques représente un défi majeur pour la conception et l'évaluation de la sûreté des systèmes industriels. Dans le domaine du nucléaire, cette problématique est particulièrement critique pour l'analyse des scénarios d'accidents graves dans les Réacteurs à Eau Pressurisée (REP), tels que l'Accident de Perte de Réfrigérant Primaire (APRP), au cours duquel la dépressurisation rapide du circuit primaire peut conduire à la rupture de tuyauteries. Le développement de modèles physiquement représentatifs, associés à des méthodes numériques robustes et efficaces permettant de simuler ces phénomènes avec une grande fidélité, demeure un sujet de recherche actif.
Parmi les approches non-locales existantes, les méthodes à champ de phase se sont imposées comme un cadre particulièrement intéressant pour la simulation de l'initiation et de la propagation des fissures. Cependant, la majorité des études actuelles se limite à des régimes quasi-statiques ou faiblement dynamiques, pour lesquels les effets de propagation d'ondes peuvent être négligés. À l'inverse, les régimes dynamiques - typiques des sollicitations accidentelles - nécessitent l'utilisation de schémas d'intégration temporelle explicites pour les équations mécaniques qui sont sensibles aux conditions de stabilité. Par conséquence, la formulation elliptique classique des équations d'évolution de l'endommagement n'est pas adaptée à ce contexte. Pour pallier ces limitations, des formulations hyperboliques du champ de phase ont récemment été proposées et évaluées, sachant qu'elles sont nativement plus compatibles avec les approches dynamiques explicites et qu'elles permettent un meilleur contrôle de la cinématique de propagation des fissures.
L'objectif de cette thèse est de faire progresser cette stratégie de modélisation émergente selon trois axes principaux:
- Étendre le cadre théorique de la formulation hyperbolique du champ de phase pour l'endommagement dans le contexte des matériaux standards généralisés, ce cadre étant adapté pour la rupture ductile;
- Proposer des solutions pour juguler l'impact négatif de l'évolution de l'endommagement sur le pas de temps critique;
- S'appuyer sur une campagne d'essais de fracturation dynamique afin de calibrer les simulations, en mettant l'accent sur l'identification des paramètres liés à l'endommagement.
Ce travail de recherche sera mené en collaboration entre le CEA Paris-Saclay, l'ONERA Lille et Sorbonne Université, avec le CEA comme établissement principal d'accueil.
Université / école doctorale
Sciences Mécanique, Acoustique, Electronique et Robotique de Paris (SMAER)
Sorbonne Université
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
M2 ou Ecole d'ingénieur: Mécanique, Mathématiques Apppliquées, Simulation ...
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
Bouda Pascal < e-mail verwijderd om veiligheidsredenen >
CEA
DES/DM2S/SEMT/DYN
French Atomic Energy and Alternative Energies Commission - DES/ISAS/DM2S/SEMT/DYN - Bat. 607
91191 Gif sur Yvette, Cedex, France
0169080024
Tuteur / Responsable de thèse
KONDO Djimédo < e-mail verwijderd om veiligheidsredenen >
Sorbonne Université
Institut Jean le Rond d'Alembert - Sorbonne Université Boîte 162, Tour 55-65, 4 place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05.
01.44.27.54.85
En savoir plus
https://www.researchgate.net/profile/Pascal-Bouda
https://www.researchgate.net/lab/DYN-laboratory-Sophie-Borel-Sandou
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Développement et calibration d'un modèle à champ de phase hyperbolique pour la simulation explicite de la rupture dynamique
Contrat
Thèse
Description de l'offre
La simulation numérique du comportement mécanique des structures soumises à des sollicitations dynamiques représente un défi majeur pour la conception et l'évaluation de la sûreté des systèmes industriels. Dans le domaine du nucléaire, cette problématique est particulièrement critique pour l'analyse des scénarios d'accidents graves dans les Réacteurs à Eau Pressurisée (REP), tels que l'Accident de Perte de Réfrigérant Primaire (APRP), au cours duquel la dépressurisation rapide du circuit primaire peut conduire à la rupture de tuyauteries. Le développement de modèles physiquement représentatifs, associés à des méthodes numériques robustes et efficaces permettant de simuler ces phénomènes avec une grande fidélité, demeure un sujet de recherche actif.
Parmi les approches non-locales existantes, les méthodes à champ de phase se sont imposées comme un cadre particulièrement intéressant pour la simulation de l'initiation et de la propagation des fissures. Cependant, la majorité des études actuelles se limite à des régimes quasi-statiques ou faiblement dynamiques, pour lesquels les effets de propagation d'ondes peuvent être négligés. À l'inverse, les régimes dynamiques - typiques des sollicitations accidentelles - nécessitent l'utilisation de schémas d'intégration temporelle explicites pour les équations mécaniques qui sont sensibles aux conditions de stabilité. Par conséquence, la formulation elliptique classique des équations d'évolution de l'endommagement n'est pas adaptée à ce contexte. Pour pallier ces limitations, des formulations hyperboliques du champ de phase ont récemment été proposées et évaluées, sachant qu'elles sont nativement plus compatibles avec les approches dynamiques explicites et qu'elles permettent un meilleur contrôle de la cinématique de propagation des fissures.
L'objectif de cette thèse est de faire progresser cette stratégie de modélisation émergente selon trois axes principaux:
- Étendre le cadre théorique de la formulation hyperbolique du champ de phase pour l'endommagement dans le contexte des matériaux standards généralisés, ce cadre étant adapté pour la rupture ductile;
- Proposer des solutions pour juguler l'impact négatif de l'évolution de l'endommagement sur le pas de temps critique;
- S'appuyer sur une campagne d'essais de fracturation dynamique afin de calibrer les simulations, en mettant l'accent sur l'identification des paramètres liés à l'endommagement.
Ce travail de recherche sera mené en collaboration entre le CEA Paris-Saclay, l'ONERA Lille et Sorbonne Université, avec le CEA comme établissement principal d'accueil.
Université / école doctorale
Sciences Mécanique, Acoustique, Electronique et Robotique de Paris (SMAER)
Sorbonne Université
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
M2 ou Ecole d'ingénieur: Mécanique, Mathématiques Apppliquées, Simulation ...
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
Bouda Pascal < e-mail verwijderd om veiligheidsredenen >
CEA
DES/DM2S/SEMT/DYN
French Atomic Energy and Alternative Energies Commission - DES/ISAS/DM2S/SEMT/DYN - Bat. 607
91191 Gif sur Yvette, Cedex, France
0169080024
Tuteur / Responsable de thèse
KONDO Djimédo < e-mail verwijderd om veiligheidsredenen >
Sorbonne Université
Institut Jean le Rond d'Alembert - Sorbonne Université Boîte 162, Tour 55-65, 4 place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05.
01.44.27.54.85
En savoir plus
https://www.researchgate.net/profile/Pascal-Bouda
https://www.researchgate.net/lab/DYN-laboratory-Sophie-Borel-Sandou
