Proposition de sujet de thèse : Modélisation des effets de site multidimensionnels et impact sur la variabilité spatiale des signaux sismiques

Contexte et objectifs

La tenue sismique des installations du parc de production d’EDF doit être réévaluée afin de répondre aux évolutions des référentiels réglementaires de sûreté. Parallèlement aux programmes de surveillance et de maintenance des ouvrages, l’ingénierie d’EDF s’appuie sur la simulation numérique pour justifier la sûreté de ses installations. EDF R&D est en appui de l’ingénierie d’EDF pour améliorer en continu la fiabilité et la robustesse des simulations numériques pour l’évaluation de la tenue sismique des installations et matériels.

L’évaluation du mouvement sismique sur les sites d’intérêt pour le parc de production est faite actuellement en prenant en compte de façon indirecte l’influence des effets de site (e.g. la topographie du site, la stratification des couches sédimentaires, les hétérogénéités du sol, la géométrie du bassin sédimentaire). La communauté scientifique à l’étranger et en France s’oriente depuis plusieurs années vers l’évaluation du mouvement sismique au rocher affleurant à proximité du site et la prise en compte explicite des effets de site via la simulation numérique (cf. projets SIGMA et PIA SINAPS@). Cette approche permettrait  de réduire les incertitudes dans la définition du mouvement sismique en entrée de l’analyse d’interaction dynamique sol-structures, en particulier sur les amplifications et les durées des signaux.

Ce travail de Doctorat doit contribuer à la méthodologie d’étude pour la propagation du mouvement sismique du rocher vers le champ libre à une échelle caractéristique du site, en détaillant la variabilité spatiale induite par l’effet de site.

La stratégie de modélisation des effets de site adoptée à EDF repose sur la modélisation de la propagation des ondes sismiques à l’échelle d’un bassin sédimentaire à l’aide du logiciel éléments finis code_aster, dans un cadre de calculs hautes performances. Le premier objectif de travail est de développer une méthodologie validée pour la maîtrise des conditions de chargement, d’une géométrie et d’une rhéologie complexes, et des conditions aux limites adaptées pour un champ d’onde incident quelconque (ondes de volume inclinées, ondes sphériques, ondes de surface).

Le deuxième objectif de ce travail réside dans le lien entre le niveau de complexité du champ d’onde à appliquer et la définition du mouvement sismique. Il faut pouvoir maîtriser la variabilité sur la donnée en champ incident du modèle local de bassin, à partir du seul contrôle du champ au rocher affleurant. Il est nécessaire donc d’étudier des fonctions de cohérence au rocher et la relation entre le champ-libre et en profondeur, soit à partir des simulations à l’échelle régionale à l’aide du logiciel éléments spectraux SEM3D et différents scénarios sismiques (position de sources, magnitude), soit à partir des mesures disponibles à partir des réseaux denses existants.

Les résultats de la méthodologie développée pourront être ensuite comparés à d’autres approches de modélisation de l’impact des incertitudes sur le mouvement sismique au rocher et la propagation en termes de variabilité spatiale de la réponse de site. Pour cela le candidat pourra bénéficier d’un environnement collaboratif de recherche avec les partenaires de l’Institut SEISM via des projets collaboratifs en cours.

 

Profil du candidat

Formation en modélisation pour le génie civil ou la géotechnique, avec des connaissances en génie parasismique.

Expérience dans  les méthodes numériques et en programmation en langage fortran/python.

Disponibilité à partir d’octobre 2018.
 

Encadrement

Directeur de thèse : Fernando Lopez-Caballero

Encadrement industriel : Vinicius Alves Fernandes, Irmela Zentner et François Voldoire.

Doctorat prévu pour être soutenu par le dispositif ANRT/CIFRE avec Électricité de France, Direction Recherche et Développement, Département ERMES, et encadré au sein de l’École doctorale « Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux et géosciences – SMEMAG », de l’Université Paris-Saclay.

 

Modalités de candidature

Les candidats peuvent contacter l’encadrement industriel directement via l’adresse mail suivante : vinicius.alves-fernandes@edf.fr,

Mettre en annexe le CV et le bulletin des notes de leur dernière année de formation / master recherche ou des cours dans la thématique antérieurs si formation également à l’étranger.

La finalisation de l’étape de réception des candidatures est fixée le 30 avril 2018.

 

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