9e COLLOQUE NATIONAL EN CALCUL DES STRUCTURES

25-29 Mai 2009, Giens (Var)

MINI SYMPOSIA

Les mini symposia s’inscrivent dans la continuité des groupes de travail CSMA et des interactions avec d’autres sociétés savantes.

Six mini-symposia seront ainsi organisés en parallèle des sessions générales sur les thèmes suivants :

  Matériaux et structures composites : modélisation et calcul

Sylvain Drapier (Mines St Etienne), Philippe Boisse (LaMCoS Lyon), Gilles Lubineau (LMT Cachan)

Ce mini-symposium vise à rassembler les acteurs des communautés du calcul des structures et des matériaux composites autour de la modélisation et simulation numérique, concernant notamment :
- le comportement mécanique (éléments spécifiques, méthodes numériques spécifiques, approches multi-échelles, ...),
- la rupture-endommagement (X-FEM, zones cohésives, ...)
- la mise en forme et mise en oeuvre (formage, élaboration).
 

  Mécanique numérique aux petites échelles

Samuel Forest (Ecole des Mines, Paris), Patrice Cartraud (ECN, Nantes), Ann Lenaig Hamon (ECP, Paris), Eric Maire (GEMPPM, INSA-Lyon)    

La mécanique numérique se décline aujourd'hui à toutes les échelles: de la mécanique quantique à la mécanique des microstructures. Les techniques expérimentales d'observation tridimensionnelle et la simulation de modèles morphologiques autorisent une description de plus en plus réaliste de la microstructure des matériaux de structures, description permettant d'évaluer contraintes, déformations et endommagement dans les matériaux composites, polycristallins, cellulaires et granulaires. Les applications de la mécanique des milieux continus existent à toutes ces échelles et trouveront naturellement leur place au sein de ce mini-symposium. Les méthodes de simulation discrète (dynamique moléculaire, dynamique des dislocations, méthode des éléments discrets...) permettent quant à elles de simuler les mécanismes élémentaires de la plasticité et de construire les lois de comportement macroscopique. Les échanges entre physiciens et mécaniciens, expérimentateurs et numériciens, encouragés dans ce mini-symposium, sont dès lors indispensables pour donner un sens à de telles simulations.
 

  Optimisation multidisciplinaire

Piotr Breitkopf (Laboratoire Roberval UTC, CNRS UMR 6253), Rodolphe Le Riche (EMSE, CNRS UMR 4156)

L'Optimisation Multidisciplinaire (OMD) est un ensemble de techniques mathématiques, informatiques et organisationnelles qui permet la conception optimale de systèmes complexes. Elle consiste à faire interagir des modèles représentant chaque aspect ou sous-système, de complexités et de coûts variés, dans une démarche nouvelle d'optimisation à plusieurs niveaux. A titre d'exemple, la conception d'un avion implique la synchronisation d'experts et d'outils de disciplines différentes (économie, aérodynamique, propulsion, acoustique, mécanique et fabrication), et conduit à un modèle global extrêmement volumineux impossible à optimiser de manière frontale. La conception optimale d'un tel système doit surmonter trois difficultés fondamentales.
La première, technique et organisationnelle, consiste à rapprocher et à faire travailler efficacement les experts et les outils des différentes disciplines. Les techniques de travail et de traitement distribué sur les réseaux informatiques devraient fournir un élément de réponse technique à la condition qu'elles prennent en compte l'organisation humaine des entreprises et des laboratoires concernés.
La seconde, mathématique et numérique, est liée au volume cumulé des modèles des différentes disciplines, et donc au temps de calcul correspondant qui dépasse de très loin les capacités actuelles. Il faudrait avoir recours à des modèles de complexité croissante au fur et à mesure que le processus de conception progresse, et disposer d'informations riches sur les caractéristiques des optima des sous-systèmes.
La dernière est liée aux contraintes de temps imposées aux grands projets : lorsque tous les modèles de simulation sont disponibles, et peuvent enfin interagir pour améliorer des choix de conception, il est en général trop tard pour modifier les choix importants qui seuls pourraient conduire à des gains substantiels. On ne peut donc en général pas faire d'itérations d'optimisation globale, et la pratique actuelle consiste au mieux à optimiser indépendamment chaque sous système, ou chaque aspect disciplinaire. Des modèles simplifiés dont les erreurs seraient explicitement prises en compte permettraient d'orienter très tôt les grandes lignes de la conception, que l'on pourrait ensuite raffiner graduellement avec des modèles plus précis et plus coûteux.
Ce mini-symposium permettra de présenter des développements récents dans le domaine des techniques d'optimisation  appliquées à des problèmes complexes en mécanique et plus généralement en sciences pour l'ingénieur. Les communications concerneront entre autres :
- multiniveau de paramètres
- multiniveau de modèles
- réduction de modèles
- prise en compte des incertitudes et l'optimisation robuste
- stratégies d'optimisation collaborative
- les aspects logiciels et calcul à hautes performances
- exemples d'applications dans l'industrie aérospatiale et automobile.
 

  Approches multimodèles

Pierre Gosselet (LMT, Cachan), Aziz Amdouni (LEPTAB, La Rochelle), Anthony Nouy (GeM, Nantes), Anthony Gravouil (LaMCos, Lyon)

Ce minisymposium vise à regrouper les recherches actuelles où les problèmes à traiter font intervenir plusieurs modèles. Deux axes complémentaires se dégagent : la réduction de modèle et le couplage de modèles.
Le couplage de modèles consiste à faire "vivre ensemble" plusieurs modèles dont l'association permet de décrire une réalité physique. Ces modèles peuvent être définis sur des domaines spatio-temporels partiellement recouvrants ou non et faire intervenir des grandeurs physiques et des discrétisations très différentes, conduisant à une vaste zoologie de techniques de raccord dont l'efficacité s'évalue en terme de qualité de la solution raccordée, de vitesse de convergence, de possibilité d'adaptation, de facilité de mise en oeuvre.
La réduction de modèle se base elle sur un modèle unique fiable mais numériquement difficile à exploiter. L'objectif est d'en déduire un modèle de dimension faible donnant une représentation satisfaisante du modèle initial soit pour ne s'appuyer que sur le modèle grossier pour résoudre le problème, soit pour s'en servir pour accélérer très fortement la résolution du problème initial. Il convient donc de s'assurer de la "proximité" du modèle réduit avec le modèle fin, d'éventuellement faire évoluer le modèle réduit, pour finalement évaluer l'efficacité de son utilisation.
Un équilibre sera trouvé entre les présentations concernant l'évolution des méthodes et celles présentant leurs applications à des problèmes complexes.
 

  Changement d’échelles pour le contact

J.F. Molinari (EPFL, Lausanne), F. Lebon (LMA, Marseille), Ch. Licht (LMGC, Montpellier), M. Renouf (LaMCoS, Lyon)

La mécanique du contact est en pleine révolution. Avec l’essor rapide des nanotechnologies qui entraîne la domination accrue des surfaces par rapport aux volumes, une compréhension fondamentale des mécanismes tribologiques devient essentielle. De nouvelles opportunités s’offrent à la communauté scientifique. Les avancées en modélisation mathématique et numérique, et en techniques expérimentales aux petites échelles, nous permettent aujourd’hui de mieux comprendre les origines microscopiques du contact.
Ce mini symposium vise à réunir les différents acteurs du domaine, au niveau de la simulation, de la modélisation mathématique, et de la compréhension physique du contact, en un lieu unique. L’objectif est de débattre des enjeux et opportunités scientifiques et techniques de la mécanique du contact. L’accent sera mis sur le passage entre échelles, de l’échelle atomistique jusqu’à l’échelle macroscopique.


 

  Énergies

Jean-Michel Bergheau (Mines de St Etienne), Stéphane Andrieux (EDF), Alain Millard (CEA)

Le secteur de l’énergie contient des problématiques scientifiques très diverses liées à la production (amélioration du rendement, durée de vie…), la sûreté des installations (endommagement, tenue au séisme…), la transformation, le transport et le stockage ou encore le respect de l’environnement. L’objectif de ce minisymposium est d’instaurer des échanges sur les thématiques de recherche associées à ces domaines, comme, par exemple :
- L’endommagement et la rupture,
- L’analyse dynamique des structures,
- La modélisation du vieillissement et de l’usure des matériaux et structures,
- La simulation des procédés de fabrication et de réparation,
- Les problématiques associées au stockage (énergie, déchets, CO2)...