Programme de la Journée des Utilisateurs de Salome-Meca et code_aster 2017

La Journée annuelle des Utilisateurs de Salome-Meca et code_aster aura lieu le jeudi 16 mars 2017 à EDF Lab Paris-Saclay dans le grand auditorium.

Les inscriptions sont closes.

code_aster au service de l’éolien offshore
É. Mallet, M. Capaldo, J.-L. Fléjou (EDF / R&D / ERMES) ; C. Peyrard (EDF / R&D / LNHE) ; A. Nieto-Ferro (EDF / DPNT / DCN)
EDF will install three fixed offshore wind farms in France by 2020 (figure 1). Each farm will feature around 80 of the 6MW wind turbine from General Electric. For the third farm, offshore Fécamp, it was decided to install the wind turbines on Gravity Based Structures (GBS). These foundations are less commonly used than monopoles, therefore investors have more interrogations regarding their design. First, the design of wind turbines is strongly restricted by resonance considerations, particularly when the excitation frequency (blade passing, sea waves, wind …) may coincide with the first or the second natural frequencies of the system resulting in larger amplitude of stresses and displacements. code_aster has been applied to the Fécamp farm, by coupling code_aster and MISS3D. Then, the footprint of a lifted GBS is governed by stability considerations. For a GBS under extreme loadings, detachment may occur and yet there are very few recommendations on how to model it. code_aster was used to evaluate the basement detachment by taking into account the stiffness of the soil and the contact conditions with the foundation. Then code_aster was used to evaluate the flux under the GBS with hydromechanics modelling. Finally, the effect of the passing free surface waves above the foundation was also studied. The main objective was to determine the pressure under the GBS to assess the loading created on the GBS, depending on soil and waves definitions. code_aster was used to compute the pressure repartition under the GBS with hydromechanics modelling accounting for soil permeability. Furthermore, the next step for development of offshore wind turbines will consist in installing turbines on floating foundations instead of using foundation fixed on the sea bed. code_aster was identified as a possible solution for floater and mooring lines modelling, taking advantage of the beam and cable finite-elements already present in the code, and of the Python interface capabilities to describe wave loads. The results have been successfully compared to experimental data published by the DeepCwind consortium. code_aster was even more accurate than commercial and academic software dedicated to floating offshore turbine modelling.

Calcul des déplacements différentiels sismiques entre bâtiments d’un ilot nucléaire
N. Greffet (EDF / DPNT / UTO) ; A. Batou (EDF / DPNT / DIPDE) ; V. Maffi-Berthier (INGEROP)
La réévaluation post-Fukushima du parc nucléaire français a conduit à la prise en compte d’un niveau de séisme, dit Séisme Noyau Dur (SND), pouvant aller jusque 2.5 fois le niveau du Séisme Majoré de Sûreté jusque-là en vigueur. À ce niveau sismique, les déplacements engendrés en tête des bâtiments peuvent être importants et incitent à se préoccuper du risque potentiel d’entrechoquement. L’entrechoquement est jugé comme particulièrement néfaste au regard de l’ébranlement qu’ils pourraient causer dans les matériels contenus dans les bâtiments. Une campagne d’étude a donc été réalisée à l’échelle de l’îlot d’un CNPE du palier CP0.

Modélisations du comportement vibratoire des usines hydrauliques et validation expérimentale sur l’usine de Villarodin
N. Bagneux (EDF / DPIH / CIH) ; R. Pérony (EDF / R&D / ERMES)
Dans le cadre de projets de rénovations d’usines hydrauliques ou de nouvelles conceptions, le CIH souhaite tester sa capacité à modéliser avec précision le comportement dynamique d’une usine complète depuis les seuls plans de définition. L’objectif final est d’identifier numériquement les raideurs d’appuis des groupes turbines sur le Génie Civil, pour vérifier le respect des critères de dimensionnement. Dans le cadre du projet R&D ADELAHYD, pour valider les modèles et la méthodologie employée par le CIH, la R&D a proposé une campagne d’essai vibratoire à l’usine de Villarodin pour tester la bonne corrélation entre les réponses mesurées et le comportement simulé. Les analyses ont été menées, d’une part, sur le couplage dynamique entre le Génie Civil de Villarodin et les structures métalliques des groupes turbines et, d’autre part, sur le couplage entre la ligne d’arbre (rotor) et les parties fixes (stator) des groupes turbines.

Démarche de validation numérique de chocs thermiques dans un robinet
S. Meunier, J. Ferrari, J.-F. Rit, D. Hersant, J.-P. Mathieu (EDF / R&D / MMC)
Dans le cadre d’un partenariat entre EDF et VELAN, fabricant de robinets, un essai sur un robinet à maintenance allégée très instrumenté a été réalisé en 2015 sur la boucle thermo-hydraulique CYTHERE des Renardières, dans des conditions similaires à un essai de qualification. L’expérience consiste en une succession de chocs thermiques alternés provoqués par le passage d’eau sous pression. Il résulte de cet essai une quantité importante de données, telles que des températures, des efforts de serrage dans des goujons, des mesures d’ouverture de la bride corps-chapeau et de déformations résiduelles. L’objectif de l’étude est de comparer les données obtenues lors de l’essai et les résultats des simulations numériques multiphysiques. Les accords seront les éléments de validation, les désaccords indiqueront les limites de nos modèles et outils de calcul.

Clone numérique de VeRCoRs
P. Sémété (EDF / R&D / MMC) ; J. Haelewyn (EDF / R&D / ERMES)
La maquette VeRCoRs (Vérification Réaliste du Confinement des Réacteurs) à échelle 1/3 d’une enceinte réelle double-paroi (palier P’4) a été construite sur le site des Renardières à partir du mois d’août 2013. Par effet d’échelle, ce moyen d’essai permet d’accélérer le vieillissement observé sur les enceintes du parc. Afin de simuler les épreuves (essai de réception (PréOp), visite de contrôle (VC), visites décennales (VD) 1 à 5) effectuées sur les enceintes au cours de leur exploitation, la maquette VeRCoRs sera soumise à des essais en air entre 2015 et 2021. Dans le cadre du projet CiWAP2 (Civil Works Assessment Project 2), et plus particulièrement du lot MODAP (Modèle Accompagnateur du Projet VeRCoRs), EDF R&D ambitionne de réaliser d’une part, des clones numériques de la maquette sur la base d’études évolutives de son comportement et d’autre part, des outils de traitement multi-information. Un travail collaboratif d’EDF R&D et de l’ingénierie vient de donner vie au tout premier clone de VeRCoRs. Son objectif était de dresser un état des lieux initial des capacités de modélisation du comportement de la maquette VeRCoRs sur sa durée de vie de 2015 à 2021 à partir des données disponibles à mi-2016. Le but est de répondre à la question de la transposition des résultats de la maquette VeRCoRs aux enceintes réelles.

Application dans code_aster de la méthode de Base Réduite pour la réponse vibroacoustique de structures immergées avec paramètres incertains
M. Abbas (EDF / R&D / ERMES) ; C. Leblond (DCNS)
La réponse fréquentielle de structures immergées avec paramètres incertains est considérée dans cette présentation, on utilise pour cela les fonctionnalités de couplage fluide-structure (sans écoulement) de code_aster qui nécessitent en particulier de mailler la structure et le fluide. Un modèle d’ordre réduit (MOR) paramétrique est construit à partir d’une formulation monolithique du problème vibroacoustique discret et de la méthode de Base Réduite. L’approche est implémentée dans code_aster et est évaluée sur le cas d’une structure visco-élastique tridimensionnelle. Le modèle réduit paramétrique est de plus inséré dans une tablette numérique, afin d’évaluer les possibilités de calcul en temps réel offertes par ce type de support. Ce travail est le résultat d’une collaboration entre DCNS, l’université de Nantes et EDF R&D.

Outil de modélisation de sous-épaisseur pour les tubes, coudes et piquages
D. Haboussa (EDF / R&D / ERMES) ; L. Scliffet (EDF / DPNT / UTO)
Les composants des circuits REP subissent une usure, par érosion-corrosion qui entraine des pertes locales d’épaisseur. Celles-ci peuvent remettre en cause l’intégrité mécanique de ces composants. Pour en évaluer le risque il existe des méthodes codifiées dans le RSE-M, mais il arrive que celles-ci soient trop conservatives. Il faut alors faire appel à des calculs par éléments finis, notamment par analyse limite, qui nécessitent des modèles tridimensionnels représentant la structure avec sa sous-épaisseur. Pour cela, l’UTO reçoit des CNPE des relevés de mesures d’épaisseurs par ultra-son. Par soucis de réactivité, il faut pouvoir créer rapidement le maillage. Pour cela, il y a une dizaine d’années, l’idée est venue d’automatiser la création de maillages avec sous-épaisseurs à partir de la grille de mesures. Une première génération d’outils-métier a alors été réalisée en fortran et à l’aide du mailleur Gibi. On estime à une vingtaine d’études annuelles le nombre d’analyses reposant sur ces outils. Afin de pérenniser ceux-ci malgré l’obsolescence de Gibi, il a été décidé de les réécrire en Python dans l’environnement Salomé-Méca. Ce développement est l’occasion d’une collaboration entre le service AMA de EDF R&D et le service DET de l’UTO.

Simulation numérique du soudage d’une liaison bimétallique dans le cadre d’un benchmark EDF-CEA-AREVA
C. Mang (EDF / R&D / IMSIA) ; S. Hendili, V. Robin, J. Delmas (EDF / R&D / PRISME)
Le soudage intervient dans de très nombreuses opérations de fabrication et de réparation. L’anticipation des conséquences métallurgiques et mécaniques résultant d’une opération de soudage est un enjeu crucial pour les trois partenaires. Afin de répondre à cet objectif, le projet « Modélisation et Simulation Numérique du Soudage » a été créé pour étudier la problématique du soudage sous les trois aspects complémentaires : essai, modélisation et simulation numérique. Le lot 3 du projet MSNS s’intéresse particulièrement au calcul des déformations et contraintes résiduelles pour permettre d’optimiser la fabrication et d’améliorer leur prise en compte dans les analyses d’intégrité (fatigue, CSC, rupture brutale) : Améliorer l’efficacité des logiciels de calcul (code_aster, SYSWELD, CAST3M) ; Etablir un guide de bonne pratique de modélisation ; Produire des profils types de contraintes résiduelles plus réalistes que les profils enveloppes actuellement codifiés pour les analyses d’intégrité. Pour répondre à ces objectifs, un benchmark sur la liaison bi-métallique du projet européen ADIMEW (Accessment of aged piping DIssimilar MEtal Weld integrity) a été effectué par les trois partenaires.

Advantages of Code_Aster for integrity assessments on large-scale structures featuring cracks within a residual stress field
J. Draup (EDF Energy R&D UK Centre)
In the UK, the lifetime extension programme for its ageing nuclear infrastructure is necessary to ensure the security of the national energy supply. EDF Energy R&D UK Centre is contributing to this programme through improving existing engineering methodologies for assessing the fatigue life of welded components, with particular relevance to the AGR pod boiler spine structure (Fig1). With respect to welded components, this can be done through estimation of the strain energy release rate, G, around the crack. For large structures with residual stress fields, assessments with existing methodologies are complicated as they push the limit of validity of the fundamental theory, which is a problem for the wider engineering community. In an attempt to better understand the in-service boiler spine fracture behaviour, EDF Energy participated in a European research project (STYLE). A large scale (7m length) girth welded steel pipe structure was manufactured, whose features include a repair weld (Fig 2) and a machined crack (Fig 3). This structure was loaded in four-point bending and the experimental data was used to validate numerical simulations to assess G around the crack. Code Aster was used to simulate the experiment and benchmarked against commercial tools.