Pour la fabrication des Réacteurs à Eau Pressurisée (REP) du parc français ainsi que pour les programmes nucléaires futurs, EDF emploie de multiples alliages métalliques adaptés à un environnement et à des contraintes strictes. Ces alliages varient tant par leur composition chimique que par leur procédé de fabrication. Il en résulte des microstructures diverses et un large spectre de propriétés mécaniques, même au sein d'un unique composant.
La simulation numérique offre un moyen puissant de maîtriser cette diversité en établissant un lien entre la composition chimique, le procédé de fabrication et les propriétés mécaniques. Une partie de cette simulation consiste à calculer explicitement la réponse mécanique d'un volume de microstructure à une échelle mésoscopique, où les caractéristiques métallurgiques pertinentes sont modélisées : une description géométrique de la microstructure, et le comportement mécanique d'un monocristal dans un formalisme adapté.
Ces calculs constituent l'une des étapes les plus complexes et les moins performantes d'une étude. En effet, ils sont coûteux en ressources numériques et présentent des difficultés intrinsèques. Afin de généraliser l'utilisation de ces calculs, des travaux ont été engagés au sein de l'équipe mécanique de la R&D d'EDF. Ils visent notamment à proposer des méthodes de réduction de modèle afin de faciliter les transitions d'échelle avec les calculs de structure.
Objectifs
- Contribuer à l'amélioration de la performance des calculs par éléments finis sur des volumes élémentaires en plasticité cristalline (amélioration du solveur de la loi de comportement, optimisation du maillage, paramétrisation du solveur éléments finis).
- Mettre en place une approche de réduction de modèle sur un cas simple, en vue de futurs développements utilisant des méthodes basées sur les réseaux de neurones.
Démarche
- Prendre en main l'approche de simulation d'un volume élémentaire en plasticité cristalline.
- Étudier l'impact des choix de modélisation sur les grandeurs d'intérêt.
- Mettre en place la réduction de modèle avec les outils existants.
- Proposer des pistes d'amélioration sur la base des résultats obtenus.
En fonction de l'avancée, il est également envisagé de comparer les éléments finis aux solveurs FFT, et de quantifier les erreurs de modèle en confrontant les champs calculés à des mesures expérimentales.
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