Contexte général

Dans le cadre de l’évaluation de la sûreté sismique des installations nucléaire, qui fait partie intégrante des Études Probabilistes de Sûreté menées sur ces installations, on est amené à caractériser la fragilité des structures de Génie Civil et des équipements. Cette caractérisation se traduit souvent sous la forme de courbes de fragilité, lesquelles représentent la probabilité conditionnelle de défaillance de l’entité d’intérêt en fonction d’un paramètre représentatif du niveau de l’excitation sismique. Dans l’absolu, ces courbes sont sensées intégrer l’ensemble des incertitudes lié à la fois au chargement sismique (aléa sismique), aux comportements des structures et aux méthodes de dimensionnement (critères, etc.). Elles peuvent être évaluées par simulations numériques en propageant les incertitudes via un code numérique ou bien de manière empirique par les biais de résultats d’essais sur table vibrante et/ou du retour d’expérience post-sismique. Des méthodes simplifiées, basées sur le retour d’expérience et le jugement d’expert sont également disponible et très utilisées en ingénierie nucléaire.

Quelle que soit la méthode mise en œuvre, l’élaboration d’une courbe de fragilité nécessite une bonne connaissance du comportement « ultime » des structures qui est, dans la majorité des cas, un comportement non-linéaire. D’un point de vue numérique, la complexité des modèles mécaniques provient donc de l’interaction sol-structure, des non-linéarités comportementales (endommagement) et structurales (par exemple le contact-frottement). En outre, pour les essais comme pour les calculs numériques temporels, il est nécessaire de disposer d’accélérogrammes qui peuvent être réels (mesurés sur site) ou bien générés de manière artificielle (modélisation du séisme par des processus stochastiques non stationnaires).

Objectifs

Dans le cadre de ce travail de thèse, on souhaite développer des méthodologies d’évaluation des courbes de fragilité dont la mise en œuvre est compatible avec un cadre industriel qui requiert, à l’échelle d’une installation nucléaire, d’évaluer ce type de courbes sur un nombre significatif de composants. En outre, on vise une évaluation robuste de la courbe de fragilité qui puisse être accompagnée d’intervalles de confiance dans un contexte où l’excitation est mal définie (peu de données disponibles compte tenu des quantités à estimer, ie faibles probabilités) conduisant à différentes méthodes d’enrichissement des bases de données de signaux réels. In fine, on souhaite faire le lien avec la définition probabiliste de l’aléa sismique (méthodes EPS).

Déroulement

Le travail pourra se décomposer ainsi :

  • étude des limites et performances des modèles basés sur l’étude des statistiques des valeurs extrêmes des processus aléatoires pour l’estimation de la courbe dans un contexte réaliste (signaux d’excitation non stationnaires et non gaussiens, structure potentiellement non linéaire, etc.) ;
  • influence de la caractérisation du mouvement sismique sur l’estimation de la courbe de fragilité.

Informations pratiques

Lieu de travail : Saclay : Laboratoire EMSI du CEA et EDF Lab

Début du contrat : septembre 2015

Contacts :

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