ENPC Ecole des ponts
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Dynamique spécialisée pour ouvrages énergétiques
Année scolaire 2019-2020
Créneau Sem 1 MS
Enseignant responsable Pierre LABBE
Equipe enseignante Philippe BISCH, Alain PECKER
Objectifs du module

Cibler les enjeux de risque (sismique, explosion, choc) à effet dynamique concernant les structures de production et de stockage d'énergie (centrales nucléaires, barrages, structures offshore).

 

Donner les outils de compréhension et les méthodes de modélisation et de résolution des problèmes dynamiques liés aux sollicitations dues aux équipements, aux séismes, aux explosions et aux chocs.

 

Présenter les méthodes de conception et le matériel de construction permettant de répondre techniquement à ces problèmes dynamiques.

Programme du module
  • o Oscillateur simple
 

Équations du mouvement, Vibrations libres, Réponse harmonique, fonction de transfert, réponse à un transitoire quelconque, spectre de réponse.

 

o Mouvements sismiques

 

Géologie, zonage sismotectonique, modèles d'activité de zone, Relations d'atténuation, détermination du mouvement attendu sur le site, effets de sites, Évaluation probabiliste de l'aléa sismique, zonage, approches réglementaires.

 

o Oscillateur n ddl

 

Équations du mouvement, matrices de raideur et de masse, modes propres non amortis, orthogonalité des déformées, Amortissement, Hypothèse de Basile, modes complexes, Réponse à une force harmonique, Réponse sismique, Combinaisons modales, Structures multi-supportées.

 

o Poutres en flexion et en cisaillement

 

Équations d'équilibre dynamique, Comportement, Équation aux dérivées partielle, Modes propres.

 

o Méthodes approchées en dynamique

 

Quotient de Rayleigh et ses propriétés, Méthode de Ritz.

 

o Éléments finis en dynamique

 

Cas de la poutre en cisaillement pur et en flexion pure : Degrés de liberté, fonctions de formes, matrices de raideur, masse consistante et masse concentrée, Spécificités des éléments finis en dynamique, Convergence vers la solution exacte.

 

o Dynamique stochastique

 

Exemple de processus aléatoire, Facteur de pic, Modélisation du mouvement sismique, du vent, de la houle, Réponse d'un oscillateur simple, réponse d'une structure linéaire, formule CQC, Densité spectrale d'un mouvement filtré, Fatigue cumulée.

 

o Propagation d'ondes dans le sol

 

Equation de propagation, identification des ondes S et P (théorème de Poisson), Ondes monochromatiques planes, Milieu stratifié : conditions de réflexion et réfraction (loi de Snell), polarisation, Mono couche : cas particulier des ondes SH, modes propres, fonction de transfert.

 

o Interaction sol-structure

 

Influence de l'interaction sol structure sur la réponse d'un ouvrage, méthode de sous-structuration, théorème de superposition de Kausel, impédances des fondations (définition, forme générale, modèles de cône), résolution pratique d'un problème d'ISS : analyse modale; analyse fréquentielle.

 

o Interaction fluide-structure

 

Formulation du problème : équation de propagation dans le fluide, solide totalement immergé : calcul des pressions hydrodynamiques et mise en évidence de la notion de masses d'eau ajoutées ; résonateur de Helmholtz, plan d'eau avec surface libre : pressions hydrodynamiques le long du parement ; solution de Westergaard.

 

o Comportements non linéaires des structures

 

Comportement des voiles et portiques, chute de raideur, chute de fréquence, dommage, Oscillateur élastique parfaitement plastique, probabilité de ruine, marges sous séisme, approche en déplacement.

 

o Méthodes expérimentales

 

Règles de similitudes et similitudes possibles, Tables vibrantes, murs de réaction, centrifugeuses

 

 

o Dynamique rapide

 

Réponse impulsionnelle, Choc durs chocs mous, Impact sur cible fixe, Modèle de Riera, Impact sur cible déformable, Perforation, Explosions.

Modalités

21 séances de 3h

Contrôle des connaissances - Règles de validation du module

Rapport et soutenance orale sur un sujet choisi dans une liste proposée par l'équipe enseignante.

Adresse du site du module educnet.enpc.fr/course/view.php?id=192
Effectif maximal Effectif illimité
Département de rattachement Mastère Génie Civil des Grands Ouvrages pour l'Energie
Nombre de crédits ECTS 6 crédits ECTS
Code DYSOE
Dernière mise à jour  :  15 FEVRIER 2019
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