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Soutenance de thèse
Modélisation du comportement thermo-électro-mécanique des interfaces de contact d'une cuve de Hall-Héroult
GOULET, Patrice
Le projet START-Cuve, dans lequel s'inscrit cette thèse, vise à simuler numériquement les phénomènes thermiques, électriques et mécaniques lors du préchauffage électrique d'une cuve, dans le but d'en prolonger la vie et d'en améliorer la performance. Dans le cadre de cette thèse, une méthodologie de modélisation y est développée pour la simulation numérique des trois phénomènes en cause avec la prise en compte, de manière rigoureuse, des interfaces de contact entre les différents matériaux. La dérivation des formulations régissant les phénomènes électriques, thermiques et mécaniques a conduit à l'identification des termes de contact et de couplage. Les termes de contact permettent l'équilibre thermique, électrique et mécanique aux interfaces. Le couplage de ces trois phénomènes demande la prise en compte de la génération de chaleur par effet Joule, la distribution de cette chaleur dans les solides en contact, ainsi que l'effet de la température et de la pression mécanique dans les lois d'interface. la cinématique du contact influence également l'équilibre dans un contexte de grands déplacements relatifs entre les frontières des solides en contact. L'analyse des formulations pour une résolution par la méthode des éléments finis a mené à l'élaboration d'une stratégie de résolution efficace. Une conception orientée objet d'un simulateur multi-physique est détaillée dans ces travaux et son implémentation dans la boîte à outils FESh** permet la résolution du problème posé. Le simulateur résultant de ces travaux est validé sur des exemples académiques faisant intervenir toutes les combinaisons possibles de couplage aux interfaces. Finalement, il est appliquée à des modèles reliés aux cuves d'électrolyse, qui comprennent des interfaces de contact thermoélectrique, thermomécanique et thermo-électro-mécanique. L'analyse de ces modèles permet de démontrer les capacités de modélisation des interfaces de contact d'une cuve de Hall-Héroult lors du préchauffage.
Date: 2004-09-10 à 05:00
Endroit: Pavillon Adrien-Pouliot, salle 2783