Recherche Avancée

Thèse soutenue

Contribution à l'étude d'un dispositif de détection de chocs sur conduites de gaz enterrées

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Auteur / Autrice : Christophe Biben
Direction : Simone Pauzin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie mécanique
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Toulouse, ENSAE

Résumé

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Suite à des chocs de nature mécanique, des réseaux de canalisations sont souvent endommagés. Ces incidents qui nécessitent une intervention plus ou moins rapide, doivent être connus de l'exploitant. La détection de ces chocs impose la connaissance des mécanismes de propagation des ondes de structure dans les conduites cylindriques. Une étude théorique est alors menée pour décrire les vibrations libres d'une coque mince cylindrique. Elle est basée sur les équations de Donnell, complétées par la formulation de Flügge. Le système matriciel ainsi obtenu conduit à l'équation de dispersion. Celle-ci permet d'une part de calculer les fréquences des modes propres transverses vibratoires, et, d'autre part, d'identifier les types d'ondes se propageant dans la structure (longitudinale, cisaillement, flexion). La notion de perte en amplitude du signal vibratoire le long de l'axe du cylindre est alors prise en compte dans cette étude théorique en considérant le cas de conduite de longueur infinie. Les lois mathématiques traduisant cette décroissance sont recherchées à l'aide d'expérimentations. L'étude expérimentale menée permet de quantifier l'atténuation en amplitude d'un mode transverse se propageant le long de conduites droites ou d'un réseau complexe comprenant diverses singularités. Ainsi, deux séries d'essais sont réalisées, la première sur un réseau en site laboratoire (conduite placé en milieu aérien), la seconde sur un réseau en site industriel (conduite enterrée), prenant en considération la charge du sol. Les lois de décroissance associées aux facteurs d'atténuation des différentes singularités constituent les éléments d'un modèle permettant de simuler la propagation d'onde de structure le long d'un réseau de canalisations. Une application au dimensionnement de la position des systèmes de détection en fonction de l'agencement du réseau est alors proposé. La validation du modèle appliqué à une conduite industrielle reste néanmoins à effectuer.