Thèse CIFRE sur l'analyse en temps réel des conséquences thermomécaniques du soudage sur les tuyauteries F/H

EDF doit garantir la robustesse des composants de ses installations dans les centrales de production d’énergie. Récemment, des fissures ont été observées sur des tuyauteries auxiliaires du circuit primaire principal liées à de la corrosion sous contraintes. Les composants et les tuyauteries sont assemblés par soudage dont la mise en oeuvre respecte un protocole et des contrôles stricts. Pour vérifier la qualité des assemblages, des contrôles non-destructifs (ultrason, rayons X) sont réalisés après soudage. Ces contrôles permettent de mettre en évidence l’éventuelle présence de défauts tels que des porosités ou d’éventuels manques de fusion. Au niveau mécanique, l’accès aux contraintes résiduelles n’est pas réalisable de manière non-destructive à la vue de l’échelle des composants assemblés par soudage. Le recours à la simulation numérique des procédésde fabrication permet d’approcher le champ de contraintes résiduelles. Cependant, même si les opérations de soudage suivent un protocole strict, certains assemblages sur sites peuvent s’éloigner des conditions du mode opératoire.

L’objectif de la thèse est de pouvoir approcher les effets thermiques et mécaniques en cours de fabrication expérimentalement en prenant les contraintes liées au procédé. Le premier objectif sera de proposer un outil permettant d’estimer les dérives par rapport à un DMOS (Description du mode Opératoire) en se basant uniquement sur les mesures mécaniques et thermiques et des algorithmes d’apprentissage automatique. Le second objectif sera de proposer une méthodologie permettant d’estimer l’état de contrainte dans certaines zones de l’assemblage en cours de fabrication, en couplant des mesures et dessimulations du procédé.

Les missions du candidat viseront à :

- Assurer la veille bibliographique / technologique, prendre en main les outils numériques et participer à l’amélioration despratiques expérimentales.
- Développer de nouvelles méthodes d’instrumentation des opérations de soudage (mise en place des techniques demesures non intrusives de grandeurs mécaniques et thermiques en cours de soudage).
- Appréhender les phénomènes thermomécaniques expérimentalement en prenant en compte les incertitudes et les variations de conditions aux limites au cours du procédé.
- Identifier les algorithmes de traitement des données adaptés.
- Proposer une méthodologie d’archivage des données afin d’alimenter efficacement des modèles d’intelligence artificielle et/ou numériques.
- Identifier les algorithmes d’apprentissage automatique pour la détection d’anomalies / dérives / défauts.
- Identifier les algorithmes de couplage entre expérimentation et simulation les plus adaptés en termes de robustesse et detemps de traitement.
- Etudier la robustesse des mesures ainsi que la répétabilité sur différentes configurations (laboratoire / industrielle,soudage sur plaque / tube), adapter le protocole de mise en place dans un encombrement restreint, valider les moyens de surveillance et contrôle développés.
- Présenter ses travaux de recherche à des congrès scientifiques.

L'ABG accompagne EDF dans le recrutement d'un-e doctorant-e en mécanique expérimentale et soudage pour une durée de 3 ans.

Cette thèse CIFRE est proposée conjointement avec le laboratoire de Mécanique et de Génie Civil de l’Université de Montpellier (site de Nîmes).

L'entreprise :
Au sein d’EDF R&D, le département PRISME (Performance, Risque Industriel, et Surveillance pour la maintenance et l’Exploitation) a pour mission d’innover au service de la performance opérationnelle des exploitants sur tout le cycle de vie des moyens de production. À ce titre, il accompagne l’exploitant dans la conduite, la surveillance et le maintien des installations existantes et à venir. Les moyens de production visés sont le nucléaire, l’hydraulique, le thermique à flamme et les ENR.

En particulier, le groupe « Modélisation sous Incertitudes, Simulation et Physique du Soudage et des Procédés » dans lequel sera hébergée la thèse, développe des outils et des méthodes pour la simulation numérique du soudage. Par ailleurs, ces développements s’appuient sur le laboratoire de soudage qui permet de réaliser des essais de soudage pour alimenter et valider les modèles numériques. Ces travaux sont menés en lien étroit avec l’ingénierie du groupe EDF et en s’intégrant à de nombreuses collaborations académiques via des projets collaboratifs (par exemple le projet H2020 Atlas+, ANR NEMESIS), des thèses ou des contrats de collaborations de diverses formes avec des laboratoires de recherche.

Le laboratoire d’accueil
L’équipe Assemblages soudés du Laboratoire de Mécanique et Génie Civil (LMGC) UMR-5508 CNRS/Université de Montpellier (site de Nîmes) mène des recherches scientifiques dans le domaine des soudages à l’arc depuis une vingtaine d’année. A travers plusieurs projets (ANR TEMMSA 2007, ANR MACCADAM 2017) et collaborations industrielles (Air Liquide, Framatome,…), elle a su développer des méthodes expérimentales singulières dans le paysage de la recherche académique française. Elle a une bonne expertise dans le domaine des physiques induites au cours du procédé à l’arc.

Il est prévu que la première période de la thèse se passe au sein du laboratoire LMGC/ Assemblages Soudés à Nîmes (région Occitanie) et que la seconde période ait lieu au sein du site EDF Lab à Chatou (Ile de France).

De formation école d’ingénieur ou master en mécanique, vous disposez :

- d’un goût pour la réalisation d’essais expérimentaux en laboratoire / industriel ;
- d'une base de connaissances scientifiques dans des domaines tels que les transferts thermiques, de la mécanique des solides et des fluides ;
- des connaissances techniques dans le domaine des procédés impliquant la fusion des matériaux métalliques tel que le soudage ;
- des notions dans l’utilisation de codes de calculs numériques ;
- des notions dans la programmation (python par exemple).
- d'un niveau d'anglais (B2 - Utilisateur indépendant)

Les compétences transverses attendues sont : 
- Autonomie
- Sens des responsabilités
- Rigueur / Respect des consignes
- Capacité d'analyse / Esprit de synthèse
- Sens du dialogue et de l'écoute
- Flexibilité
- Curieux, dynamique