Modélisation Thermomécanique Du Comportement Non - Blois, France - Université d'Orléans

Université d'Orléans

Entreprise vérifiée

Blois, France

il y a 2 semaines

Posté par:

Sophie Dupont

beBee Recruiter

Description

**Modélisation thermomécanique du comportement non linéaire de maçonneries réfractaires // Thermomechanical modelling of the nonlinear behaviour of refractory masonries**:

- Réf
- **ABG-111272**

**ADUM-46566**
- Sujet de Thèse- 18/02/2023- Université d'Orléans- Lieu de travail- BLOIS - France- Intitulé du sujet- Modélisation thermomécanique du comportement non linéaire de maçonneries réfractaires // Thermomechanical modelling of the nonlinear behaviour of refractory masonries- Mots clés- Thermomécanique, Homogénéiation, Modélisation et simulation par éléments finis, Maçonneries réfractaires, Comportement non linéaire, Fluage
- Thermomechanics, Homogenization, Modelling and simulation by finite elements, Refractory masonries, Non-linear behaviour, Creep**Description du sujet**:

- Les industries à haute température (par exemple les industries de l'acier ou du gaz, la fabrication du verre ou du ciment,...) nécessitent des structures composées de plusieurs couches de garnissages différents. Une partie de ces garnissages est constituée de maçonneries réfractaires, avec ou sans mortier. A haute température, les matériaux réfractaires ont un comportement élastique-visco-plastique, fortement non linéaire, mais aussi asymétrique (comportement différent en traction et en compression). C'est l'origine du fluage et de la relaxation des garnissages maçonnés.
- Pour améliorer la durée de vie des revêtements réfractaires maçonnés, et donc pour diminuer le coût de leur utilisation et le volume de matériaux réfractaires usagés qui seront jetés (d'un point de vue écologique), leur conception peut être améliorée. À cette fin, un modèle numérique thermomécanique entièrement prédictif de la structure globale donne les champs de contrainte et de déformation. En modifiant la conception de la structure ou les matériaux utilisés dans le modèle numérique, il est possible de réduire les concentrations de contraintes et d'optimiser la conception. En raison de l'importance des joints entre les briques, ce modèle numérique doit les prendre en compte.
- Une simulation thermomécanique utilisant la méthode des éléments finis peut être réalisée. En raison du nombre élevé de briques et de joints (plusieurs centaines, voire des milliers), la modélisation de la structure hétérogène devient assez complexe et prend beaucoup de temps. Pour faire face à ce problème, une solution consiste à remplacer la maçonnerie par un matériau homogène dont le comportement est équivalent à celui des briques et des joints. Pour obtenir les paramètres de ce matériau équivalent, une méthode d'homogénéisation périodique non linéaire par éléments finis est utilisée. Ces paramètres dépendent de l'état des joints (ouvert ou fermé). Ainsi, des critères ont été définis pour passer d'un état à l'autre. Dans le cas d'une maçonnerie avec mortier, le comportement du joint dépend du comportement du mortier, mais aussi du comportement de l'interface brique/mortier. En effet, lors d'un chargement thermomécanique, l'interface brique/mortier peut se rompre. Le mode de rupture dépend de la charge locale sur la maçonnerie.
- Cette approche a été utilisée pour modéliser une poche à acier simplifiée qui contient de l'acier liquide à 1650°C. Le modèle numérique permet de suivre la fermeture progressive des joints pendant le chauffage et le remplissage de la poche et d'observer la diminution des contraintes dans les différentes couches en fonction du temps due au fluage et à la relaxation des contraintes.
- Plusieurs points ne sont pas encore présents dans les modèles existants, et doivent être inclus pour l'améliorer:
- le fluage primaire (seul le fluage secondaire a été modélisé à l'échelle macroscopique).
- le comportement asymétrique (le comportement est supposé être le même en traction et en compression dans le modèle actuel).
- le comportement de fluage du mortier (dans le cas de maçonnerie avec mortier)
- les valeurs de résistance de l'interface brique/mortier
- la rupture de la brique.

Cette thèse s'appuiera sur une campagne expérimentale, en collaboration avec l'Université de Leoben (Autriche), pour obtenir les comportements des briques, du mortier et de l'interface brique/mortier. Les données obtenues permettront l'identification des paramètres des modèles associés : viscoplastique pour les mortiers et critère de rupture de Mohr-Coulomb pour l'interface brique/mortier. Elle permettra également l'identification des paramètres de fluage à différentes températures. En effet, le modèle actuel prend en compte le fluage pour des températures supérieures à 1200 °C. Cependant, dans le cas de certains matériaux, un fluage est possible à des températures plus basses, pour un niveau de contraintes élevé en compression. Le manque de données expérimentales nécessite plus d'investigations sur le comportement des