Thèse soutenue

Etude de la robustesse et l'optimisation fiabiliste : application à des éoliennes avec la prise en compte de l’interaction sol structure

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Auteur / Autrice : Abderraouf Kamel
Direction : Abdelkhalak El HamiMounir Ben JdidiaLotfi Hammami
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance le 02/07/2021
Etablissement(s) : Normandie en cotutelle avec École nationale d'ingénieurs de Sfax (Tunisie)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique, sciences de l’ingénieur, matériaux, énergie (Saint-Etienne du Rouvray, Seine Maritime)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique de Normandie (Saint-Etienne-du-Rouvray, Seine-Maritime ; 1993-....) - Laboratoire de recherche de Mécanique, Modélisation et Production (Sfax, Tunisie)
Etablissement de préparation : Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (Saint-Etienne-du-Rouvray ; 1985-....)
Jury : Président / Présidente : Abdelghani Saouab
Examinateurs / Examinatrices : Abdelkhalak El Hami, Mounir Ben Jdidia, Lotfi Hammami, Mabrouk Ben Tahar, Hedi Hassis, Mohamed Haddar, Imen Kamoun
Rapporteur / Rapporteuse : Mabrouk Ben Tahar, Hedi Hassis

Résumé

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L’objectif des travaux de la thèse porte principalement sur l’analyse de la robustesse et l’optimisation fiabiliste des éoliennes en présence d’incertitude. Le manque de précision des paramètres, dans la conception des problèmes mécaniques, donne lieu à des résultats peu fiables. Par conséquent, la prise en compte des incertitudes des paramètres dans le modèle numérique est cruciale pour garantir la robustesse de la structure. A cet égard, dans ces travaux on vise à tester les capacités et les lacunes des méthodes de prise en compte des incertitudes. Essentiellement, des méthodes basées sur le développement en chaos polynomial, en les comparants avec une technique de base (Monte Carlo), afin d’évaluer la réponse mécanique des éoliennes en présence d’incertitude. Le coût énorme des éoliennes rend la phase d’optimisation indispensable dans la conception. Ainsi, l‘objectif des méthodes d’optimisation fiabiliste Reliability based design optimization (RBDO) est de garantir une configuration qui réduit le coût tout en maintenant un niveau de fiabilité accrue. Pour acquérir cet objectif, plusieurs méthodes RBDO ont été testé tels que la méthode hybride (HM) et la méthode hybride robuste (RHM). A la lumière des résultats obtenus qui s’avèrent non sécurisant, une nouvelle méthode, méthode hybride modifiée (MHM), a été proposée. Face aux problèmes de complexité et du coût de calcul élevé de la simulation tridimensionnelle des éoliennes, spécialement pour le cas du calcul itératif des problèmes d’optimisations, nous avons proposés des méthodologies spécifiques, en se basant sur les méthodes de méta-modélisation, qui a permis de construire un modèle de substitution mathématique. L’application de ce modèle a conduit à une bonne approximation des simulations réelles. En effet, il a bien répondu aux exigences de précision et d’efficacité.