EC2 vous accompagne tout au long du processus de certification
Notre expérience vis-à-vis de différentes normes dans les domaines du Génie Civil, des enceintes sous pressions, des chargements en service et ultimes sur les pièces mécaniques, du crash de véhicules, etc. nous permet de vous accompagner dans la certification de vos produits :
Support technique à chaque étape du processus de certification,
Rédaction du dossier technique pour la certification CSTB, ou autre,
Aide à la construction du dossier pour l'obtention de garanties décennales.
Dans notre démarche de certification, nous donnons à nos clients une assurance sur la qualité de leur produit, leur procédure ou encore du service rendu.
Notre force réside dans l'accompagnement et le conseil de nos clients dans la construction de leur dossier de certification.
Les dossiers de certification sont rédigés en accord avec les règlements en vigueur : Eurocodes, RCC-M, CODAP, DESP, API...
Eurocodes : Normes européennes de conception, dimensionnement et justification des structures de bâtiment et de constructions industrielles,
RCC-M : Règles de Conception et de Construction des Matériels mécaniques des ilots nucléaires,
CODAP : Code de cOnstruction Des Appareils à Pression non soumis à la flamme,
DESP : Directive Européenne des Équipements Sous Pression,
API : American Petroleum Institute,
IIW : International Institute of Welding,
...
Expertises et diagnostics
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Expertises et diagnostics
Les experts d'EC2 à votre service
L’équipe d’EC2 dispose de plusieurs expertises dans le domaine de la modélisation et simulation numérique :
Dynamique explicite (crash, explosion, ...)
Simulation numérique du soudage,
Détermination des propriétés thermiques des matériaux poreux cellulaires,
Recalage de modèles à partir d'essais,
Caractérisation de propriétés matériau (composites, mousses, haute température, ...),
Mécanique de la rupture,
Fatigue,
Flambage.
Ces expertises peuvent être utilisées pour diagnostiquer des problèmes rencontrés sur vos produits, mais aussi pour vous aider à développer des modèles numériques représentatifs de vos procédés.
De premières études font état de la faisabilité par rapport à la modélisation de votre procédé. Une phase de développement permet ensuite de recaler les modèles avec vos données d’essais (par exemple les matériaux, les frottements, …) puis nous venons vous former sur les méthodes mises en place chez EC2 pour que vous puissiez les adapter au sein de votre entreprise.
Chaque année, en France, 5 à 7 milliards de bouteilles en plastique sont achetées, consommées, puis jetées. Mettre ces bouteilles dans les conteneurs spéciaux pour le recyclage est déjà un bon geste, mais les compresser, est encore mieux. En effet, entière, une bouteille en plastique prend beaucoup de place dans une poubelle ; mais une fois comprimée, l'espace qu'elle occupe est optimisé, permettant ainsi d'augmenter la capacité des poubelles tout en réduisant les frais liés au recyclage.
Désireux d'afficher une image d'entreprises soucieuses de l’enivrement, les fabricants de bouteilles se sont tous intéresses à l’optimisation de la masse de plastique dans chaque bouteille ainsi qu'à la simplification de leur recyclage. Les nouvelles bouteilles ont donc été désignés plus légère et toutes compressibles facilement.
Comment allier au mieux la facilité de compaction par l’utilisateur et la résistance nécessaire pour que la bouteille ne s’écrase pas quand elle est stockée en palette ? Et quelle forme donner aux moulures sur le flan des bouteilles pour faciliter leur compression ? La simulation numérique a pu répondre efficacement à ces problématiques, en réduisant le temps et les couts de conception et en limitant le nombre d'essais expérimentaux à réaliser.
Objectifs de l'étude
Objectifs de l'étude
L'objectif de cet exemple est de comparer la compression d'une bouteille de plastique dans 3 configurations différentes :
bouteille vide et dé-bouchonnée
bouteille remplie d'air et fermée par un bouchon
bouteille remplie d'eau et fermée par un bouchon
Pour chacune des bouteilles fermées, nous étudierons l'évolution du volume et de la pression interne du fluide
Caractéristiques du modèle numérique
Caractéristiques du modèle numérique
La bouteille en plastique est maillée à l’aide d’éléments 2D surfaciques, de type coque, à 5 points d’intégration dans l’épaisseur. Nous utilisons une loi matériaux élasto-plastique pour reproduire la non-linéarité matériau du PET. Enfin, le solver de dynamique explicite d’Abaqus permet de conserver une bonne convergence numérique malgré le flambage de la paroi de la bouteille qui se collapse et les nombreux contacts.
Animation de la simulation
Animation de la simulation
Ce modèle éléments finis représente la compression d’une bouteille en plastique. Il permet d’étudier les déformations de la bouteille sous ce chargement et de comparer l’évolution du volume et de la pression interne. La bouteille en plastique est modélisée en éléments coques. Un effort vertical est appliqué sur son bouchon afin de la comprimer.
Trois simulations numériques sont réalisées en dynamique explicite : une bouteille « vide » (aucun fluide n’est modélisé), une bouteille remplie d’air et une remplie d’eau.
Les résultats obtenus sont conformes à ceux attendus :
Sans fluide, la bouteille se comprime très bien (de la même façon que si la bouteille était ouverte)
Avec de l’air, la bouteille se comprime légèrement puis explose
Avec de l’eau, la bouteille se comprime très peu avant d’exploser.
Le volume intérieur de la bouteille diminue tandis que sa pression augmente au fur et à mesure de la compression.
Certaines installations plus ou moins sensibles sont placées à proximité d’aéroport. Se pose alors la question de la résistance de ces structures si elles sont heurtées par un aéronef en perdition en phase d’atterrissage ou de décollage.
Comme dans de nombreuses situations où les essais expérimentaux sont très complexes à mettre en place, la simulation numérique par éléments finis est un outil idéal pour évaluer le risque.
Généralement nous modélisons le phénomène en utilisant le modèle de RIERA et all (1) qui permet de représenter l’aéronef qui s’écrase à l’aide d’une pression temporelle fonction des caractéristiques de l’avion, de sa vitesse et de sa direction par rapport à la cible.
Dans ce projet nous essayons une alternative plus précise dans laquelle le projectile est réellement modélisé mais toujours de façon simplifiée. Cette approche plus réaliste permet notamment de mieux reproduire l’impact quand la direction n’est pas perpendiculaire à la cible. D’autre part, la raideur de l’avion et les points durs tels que les réacteurs sont mieux pris en compte dans l’impact.
(1) J.D. RIERA « On the stress analysis of structures subjected to aircraft impact forces » Nuclear Engineering and Design, North Holland Publishing Co., Vol. 8, l968.
Objectifs de l'étude
Objectifs de l'étude
La finalité de ce travail est d'analyser la tenue mécanique d'un mur en béton face au crash d'un jet privé (Falcon 2000). L'avion est projeté à 360 km/h contre la structure.
Les résistances de trois types de mur seront comparées :
mur en béton seul
mur en béton armé
mur en béton armé et précontraint
Caractéristiques du modèle numérique
Caractéristiques du modèle numérique
Les trois murs étudiés font tous 1 mètre d'épaisseur. Le béton est maillé à l'aide d'éléments hexaédrique linéaire et les câbles d’armatures ou de précontrainte à l'aide d'éléments barre du premier ordre. Nous utilisons un modèle matériau classique pour l'acier, de type élasto-plastique bilinéaire, dont les principales caractéristiques sont rappelées dans le tableau ci-dessous :
Armatures passives
Cables de précontrainte
Module de Young E(MPa)
210 000
210 000
Limite élastique Fy(MPa)
428
/
Limite à rupture Fu(MPa)
460
1 849
Allongement à rupture
1%
/
Pour décrire les dégâts irréversibles qui se produisent pendant le processus de fissuration du béton, nous choisissons un modèle matériau d'endommagement plastique progressif, avec une limite en traction de 3.6 MPa et en compression de 50 MPa. Les courbes matériaux utilisées pour l'acier et le béton sont données dans les graphiques suivants.
L’avion est modélisé en deux parties : le fuselage est constitué d’éléments 2D coques et les deux réacteurs sont des éléments 3D solides. Le modèle numérique de l'avion est fortement simplifié : uniquement l’enveloppe extérieure, le plancher et les deux réacteurs sont représentés. Un recalage à partir de résultats expérimentaux (évolution temporelle de l'effort d'écrasement de l'avion et de sa vitesse) permet d'améliorer le modèle de l'avion en ajustant les propriétés matériaux. Les graphiques utilisés sont présentés ci-dessous :
Deux conditions aux limites sont appliquées au modèle : encastrement des bords du mur et vitesse initiale de l'avion de 360 km/h (soit 100 m/s).
Résultats de la simulation
Résultats de la simulation
Les simulations sont réalisées à l'aide du solveur de dynamique explicite d'Abaqus.
L’avion s’écrase environ sur le tiers de sa longueur cependant, dans différences majeures apparaissent dans l’endommagement du béton :
le mur en béton seul est entièrement fissuré, dans une large zone et sur toute son épaisseur : il risque de s'effondrer
le mur en béton armé est localement endommagé, parfois dans toute son épaisseur : lorsque le béton fissure, l'es armatures en acier reprennent les efforts en traction ; on retrouve donc une localisation des fissures autour des armatures, des blocs de béton peuvent se détacher du mur mais il n'y aura pas ruine structurelle
le mur en béton armé et précontraint ne fissure que très peu (au niveau de l'encastrement du mur avec le sol et dans la zone d'impact de l'avion) : les contraintes de compressions initiales dans le béton ont évité celui-ci de fissurer sous l'effet du crash ; le mur reste intègre malgré quelques endommagements locaux
Seul le béton armé et précontraint permettra de garantir la protection des équipements situés de l’autre côté du mur.
