Modélisation thermique d'un pont canal
Exemple d’application de la simulation CFD dans le monde du Génie Civil.
Lors de la construction d’un ouvrage d’art, la prise en compte des charges thermiques s’avère nécessaire pour un bon dimensionnement de la structure, car la présence de gradients thermiques est susceptible de générer des sollicitations non négligeables qu’il faut anticiper. Le monde du Génie Civil utilise généralement pour cela des normes de conception comme les EUROCODES. Toutefois, il est parfois nécessaire de compléter cette approche avec de la modélisation, notamment dans le cas d’ouvrages complexes, massifs ou pouvant être exposés à des conditions extrêmes.
Le projet décrit ici s’inscrit dans ce cadre, avec une modélisation thermique de situations météorologiques potentiellement pénalisantes pour la structure.
Évaluation des charges thermiques dans un pont-canal sous conditions météorologiques pénalisantes
Contexte et problématiques
- Construction d’un pont canal, ouvrage d’art pleinement exposé aux conditions extérieures (vent, ensoleillement, température);
- Les normes EUROCODES ne couvrent pas forcément le champ des possibles (inertie due la présence d’eau, asymétrie due à l’ensoleillement et au vent, etc.) ;
- Besoin d’évaluer les températures et gradients thermiques susceptibles d’être observés en cas de configuration défavorable;
- Cumul de plusieurs effets physiques : échanges convectifs dus au vent, rayonnement solaire, échanges radiatifs avec l’environnement immédiat, échanges convectifs avec l’eau présente dans l’auge;
- Notions physiques clés : convection, rayonnement, transfert thermique conjugué.
Contributions au projet
- Développement et validation d’une méthodologie pour la simulation thermique de l’ouvrage d’art avec temps et coût de calcul raisonnable;
- Identification des configurations météorologiques potentiellement pénalisantes pour les gradients thermiques dans la structure métallique de l’ouvrage;
- Réalisation des maillages et simulations. Étude de l’impact de différents paramètres;
- Contribution à l’intégration des résultats dans une chaîne de calcul pour obtenir les résultats en termes de sollicitations sur la structure.
Environnement technique
- Linux et Windows, cluster de calcul personnel;
- Programmation en C/C++;
- Maillage avec Salome;
- Thermique avec Syrthes, CFD avec Code_Saturne.
