Maîtrise de l'assemblage et des exigences fonctionnelles des systèmes hyperstatiques déformables : application aux outils de mesures pour forage pétrolier

Control of assemblies and functional requirements of overcontrained mecanisms of deformable parts : application on measurement tools for oil drilling

• Auteur / Autrice : Oussama Rouetbi
• Direction : Bernard Anselmetti
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique
• Date : Soutenance le 24/05/2017
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux et géosciences (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École normale supérieure Paris-Saclay (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1912-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire universitaire de recherche en production automatisée (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1981-....)
• Jury : Président / Présidente : Luc Chevalier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bernard Anselmetti, Luc Chevalier, Denis Teissandier, Jean-Yves Dantan, Laurent Pierre
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Denis Teissandier, Jean-Yves Dantan

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pétrole -- Puits -- Appareils et matériel

Structures hyperstatiques

Mécanique

Mots clés libres

Assemblages

Systèmes hyperstatiques

Pièces déformables

Assemblies

Overconstrained mecanisms

Deformable parts

Résumé

Ces travaux de recherche sont réalisés dans le cadre d’une thèse CIFRE en collaboration entre Schlumberger et le LURPA de l’ENS Cachan. Schlumberger est une entreprise de service pétrolier. Elle développe des outils de mesures fonctionnant sous des conditions sévères de température et pression élevées mais aussi des effets dynamiques tels que des accélérations produisant des chocs entre les différentes pièces.L’objectif de la thèse est de déployer de nouvelles règles de cotation, pour des assemblages hyperstatiques déformables, basées sur la méthode CLIC et les normes ISO. La déformation des pièces dépend considérablement des défauts géométriques. Nous avons donc couplé des modèles de chaînes de cotes 3D avec des modèles RdM de type poutre afin d’optimiser les tolérances. Ces modèles doivent permettre la prise en compte des jeux d’assemblage dans les liaisons, la rigidité des pièces et les différents types de contact entre les sous-ensembles des outils étudiés.Ces modèles multi-physiques ont permis de caractériser le comportement mécanique en fonction des écarts géométriques des pièces. Enfin, pour des études plus complexes, des modélisations et simulations éléments finis, sur Abaqus, ont été réalisés puis validées par une campagne expérimentale de comportement au choc.

This research is carried out within a CIFRE doctoral thesis in collaboration between Schlumberger and the LURPA of ENS Cachan. Schlumberger is an oil service company. It develops measurement tools operating under severe conditions of high temperature and pressure but also dynamic effects such as accelerations producing shocks between the different parts.The objective of the thesis is to deploy new dimensioning and tolerancing rules for deformable hyperstatic assemblies, based on the CLIC method and the ISO standards. The deformation of the parts greatly depends on the geometrical defects. We have coupled 3D dimension chains with beam models to optimize tolerances. These models must allow the taking into account of the assembly clearances between parts, their rigidity and the different types of contact between the subassemblies of the studied tools.These multi-physical models allowed to characterize the mechanical behavior as a function of the geometrical deviations of parts. Finally, for more complex studies, finite element models and simulations on Abaqus were carried out and then validated by an experimental campaign of impact behavior.