Topic description
Ce projet de thèse s'inscrit dans le contexte de la lutte contre le changement climatique, en se concentrant sur le développement du captage, de l'utilisation et du stockage du CO₂ (CCUS). Il met en lumière les enjeux liés au transport du CO₂ par pipeline, notamment les risques de rupture accidentelle. Lors d'une fuite, la décompression rapide du CO₂ provoque un refroidissement extrême pouvant fragiliser l'acier des conduites et entraîner une propagation rapide des fissures.
L'objectif principal de la thèse est de développer une plateforme numérique avancée, basée sur la méthode des éléments finis et implémentée dans le logiciel OpenRadioss, afin de simuler et prédire le comportement des pipelines en conditions extrêmes. Le travail repose sur une approche multiphysique intégrant la rupture ductile et fragile, l'interaction fluide-structure et les effets thermiques.
Les axes de recherche incluent le développement de modèles constitutifs pour la rupture ductile, la modélisation de la rupture fragile par champs de phase, la simulation de l'écoulement et de la décompression du CO₂, ainsi que l'étude de la propagation dynamique des fissures. Les modèles développés seront validés à l'aide de données expérimentales issues d'essais en laboratoire et à grande échelle, afin de garantir leur fiabilité pour des applications industrielles.
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This PhD project is set in the context of combating climate change, focusing on the development of carbon capture, utilization, and storage (CCUS). It highlights the challenges associated with transporting CO₂ via pipelines, particularly the risks linked to accidental rupture. In the event of a leak, the rapid decompression of CO₂ causes extreme cooling, which can embrittle the steel and lead to rapid crack propagation.
The main objective of the thesis is to develop an advanced numerical platform, based on the finite element method and implemented in the OpenRadioss software, to simulate and predict pipeline behavior under extreme conditions. The work relies on a multiphysics approach, incorporating ductile and brittle fracture, fluid-structure interaction, and thermal effects.
The research focuses on developing constitutive models for ductile fracture, modeling brittle fracture using phase-field methods, simulating CO₂ flow and decompression, and studying dynamic crack propagation. The developed models will be validated using experimental data from laboratory tests and large-scale experiments to ensure their reliability for industrial applications.
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Début de la thèse : 01/10/
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