Méthode de conception de multimatériaux à architecture multicouche : application à la conception d’une canalisation sous-marine

• Auteur / Autrice : Stéphane Giaccobi
• Direction : Michel Danis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique et ingénierie
• Date : Soutenance le 16/07/2009
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Pierre Nadeau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jacques Ruer, Hervé Wargnier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Aldanondo, Yves Bréchet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Programmation par contraintes

Pipelines sous-marins

Composites

Mots clés libres

Conception des multimatériaux

Conduites pétrolières offshore

Programmation sous contraintes

Sélection des matériaux

Multi-materials design

Offshore pipelines

Constraints programming

Materials selection

Résumé

Les méthodes de sélection de matériaux monolithiques peuvent conduire à des impasses lorsque les exigences fonctionnelles sont très élevées ou contradictoires. Le passage aux multimatériaux peut alors être envisagé. L’objectif de la thèse est de proposer une méthode de conception de multimatériaux à architecture fixée, avec en perspective une application à la conception de conduites offshore pour le génie pétrolier. Seuls les multimatériaux à architecture multicouche sont considérés et la méthode de conception est redéfinie comme une méthode de sélection des constituants du multimatériau et de dimensionnement. Une adaptation des étapes classiques de sélection des matériaux conduit à présenter la méthode en détail sur des exemples simples. Les techniques de programmation par satisfaction de contraintes s’avèrent nécessaires pour la résolution de cas réels de conception multimatériaux. L’application à la conception de conduites offshore permet de valider la méthode et de démontrer sa pertinence.

When the design requirements are either too stringent or are conflicting, no monolithic material solution exists. In such cases the selection of a multimaterial could be considered. The primary aim of this thesis is to provide a methodology for designing multi-materials with a prescribed arrangement of the constituent materials. The second objective is to apply this new methodology to the design of a submarine pipeline. From amongst the huge variety of multi-material arrangements available, this study focusses on multilayered stackings and therefore the design methodology becomes a method for selecting the materials of the stack and sizing the layers. This original approach is presented in detail using basic examples in order to match the steps of classical methods for selecting engineering materials. The constraints programming techniques were very useful for solving real multimaterial design problems. Applying this new method to the design of a submarine pipeline permits its validation and provides proof of its relevance.