Etude du frottement interne dans les câbles d’ancrage synthétiques, application à l’épissure

Les éoliennes en mer sont une composante importante de la transition énergétique en cours en France et dans le monde. IFP Energies Nouvelle étudie en particulier la technologies des éoliennes flottantes, dont l’avantage est de pouvoir être déployées en mer relativement profonde. Un composant fondamental de l’éolienne flottante est la ligne d’ancrage, celle-ci associant souvent un câble synthétique et une chaîne. La thèse sera consacrée au câble synthétique et en particulier à son épissure. L’épissure est, à ce jour, la solution la plus efficace pour terminer un câble synthétique. Malgré cela, les câbles cassent habituellement au niveau des épissures, que ce soit en traction monotone ou en fatigue. Il s’agit donc d’un point faible. L’épissure tient par frottement. Pour comprendre une épissure, il faut comprendre le frottement dans un câble, or celui-ci est complexe et de ce fait mal connu. Il s’agira donc de :
-    Réaliser des essais de frottement sur câble. Ces essais se feront à deux échelles : le toron, à l’ENSTA, et le câble multi-toron, sur un banc forte capacité à IFPEN. Des montages spécifiques devront être conçus et fabriqués. Il s’agira d’établir les courbes de frottement selon différentes configurations,
-    Développer une loi de frottement adaptée au câble synthétique, à partir des lois disponibles dans la littérature. L’implémenter dans le code éléments finis Abaqus et l’identifier sur les essais de frottement,
-    Caractériser les surfaces de contact, en particulier les modifications matériau et les éventuels endommagements,
-    Réaliser des épissures et les tester en traction, les exploiter par analyse d’images. Simuler ces essais avec la loi de frottement développée dans la thèse. En déduire les points de fragilité.
Le (la) doctorant(e) utilisera les bancs d’essai de l’IRDL et de l’IFPEN. Il (elle) bénéficiera de l’expérience des deux instituts dans les éoliennes offshores, les câbles synthétiques et leurs applications maritimes. Une société fabricant des câbles d’ancrage sera impliquée dans la thèse. Le travail se déroulera à l’IRDL, à l’ENSTA Bretagne, à Brest, et sur le site d’IFPEN Lyon, à Solaize.

Mots clefs: Mécanique des matériaux et des structures, modélisation multi-échelle, loi de frottement, essais de frottement, câble synthétique, éolienne flottante

• Directeur de thèse    Prof. Yann MARCO, IRDL, ORCID : 0000-0002-0163-7279
• Ecole doctorale    ED648 SPIN, ENSTA Bretagne
• Encadrant IFPEN    Dr Michaël MARTINEZ
• Localisation du doctorant    IFPEN, Lyon, France & IRDL / ENSTA Bretagne, Brest, France  
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2024 (4 novembre)
• Employeur    IFPEN
• Qualifications    Master en génie mécanique ou mécanique des matériaux
• Connaissances linguistiques    Anglais niveau B2 (CECR)    
• Autres qualifications    Programmation, calculs par éléments finis

Pour postuler, merci d’envoyer votre lettre de motivation et votre CV à l’encadrant IFPEN indiqué ci-dessous.