Réduction de modèle pour le dimensionnement de câbles d’ancrage aciers d’une éolienne flottante

Le développement en cours de l’éolien flottant nécessite la maitrise de la durée de vie des composants de la structure. Les câbles aciers sont fréquemment employés dans les lignes d’ancrage qui relient l’éolienne au fond marin, et leur dimensionnement reste aujourd’hui relativement incertain. Afin de réduire le risque d’une casse de ces câbles au cours de la durée d’exploitation, une collaboration de recherche est conduite depuis plusieurs années par le LMPS de l’ENS Paris-Saclay et IFPEN pour remplacer les approches empiriques actuelles des standards qui sont très incertaines par un modèle multi-échelle physique avec des éléments finis. Ces modèles physiques réduisent l’incertitude mais présentent un coût calcul trop grand pour permettre une application sur l’estimation de la durée de vie d’une ligne d’ancrage d’une éolienne flottante. La thèse de F. Bussolati (Univ. Paris Saclay, 2019) a développé un nouveau modèle robuste du contact frottant entre les fils d’une longueur métrique de câble. Celle de D. Zeka (Univ. Paris Saclay, 2024) a développé au sein du solveur global en espace-temps LATIN une nouvelle réduction de modèle de ce problème de contact frottant. Ces travaux ont permis de rendre le coût calcul abordable tout en prédisant avec la précision requise les conditions mécaniques à l’interface entre deux fils pour un modèle local de fretting fatigue (ex. thèse de S. Montalvo, Ecole Centrale de Lyon, 2023). 
La thèse proposée étendra tout d’abord au LMPS l’approche de D. Zeka en reformulant le solveur LATIN dans un cadre cinématique de petites déformations, petits glissements et de grandes rotations d’éléments poutres. Ce développement est l’élément manquant pour appliquer cette stratégie de réduction de modèle à un calcul d’une ligne d’ancrage soumise à un historique de traction et flexion variables, en lien avec les mouvements du flotteur. Une démonstration sera réalisée sur un cas réaliste en fin de thèse à IFPEN. 

Mots clefs : Réduction de modèles, Décomposition de Domaines, non-linéaire géométrique, contact frottant, éolien flottant.

• Directeur de thèse    Dr. Pierre-Alain GUIDAULT, LMPS, ORCID : 0000-0002-5647-1624
• Ecole doctorale    ED579 SMEMAG, Université Paris Saclay
• Encadrant IFPEN    Dr. Martin GUITON, martin.guiton@ifpen.fr, https://www.researchgate.net/profile/Martin-Guiton
• Localisation du doctorant    LMPS, Gif-sur-Yvette, France/ IFPEN, Lyon, France 
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2025 (4 novembre)
• Qualifications    Master en calculs de structures, mathématique et mécanique
• Autres qualifications    Anglais niveau B2 (CECR), programmation (python, Matlab)

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