webtv

Lecture

De l'impression 3d en céramique

Lecture

Mesurer la déformation du sel, pour l'aménagement de réservoirs en cavités salines

Lecture

Electromagnetic forming process for metallic pieces

Lecture

Amélioration de la performance des éoliennes

Lecture

Vers un stockage géologique du C02 avec impuretés

+ Toutes les vidéos

 

Soutenances à venir

Soutenance de thèse de Guillaume BURGAUD

Influence de la prédéformation sur la rupture en fatigue d'aciers de gazoduc

Titre anglais : Pre-strain influence on pipeline steels fatigue failure
Date de soutenance : mardi 19 juin 2018 à 14h30
Adresse de soutenance : 60 Boulevard Saint-Michel, 75006 Paris - V334
Directeur de thèse : Georges CAILLETAUD

devant le jury composé de :

Sylvain CALLOCH  Professeur  ENSTA Bretagne  Rapporteur
Kacem SAI  Professeur  Ecole Nationale d'Ingénieurs de Sfax  Rapporteur
Véronique DOQUET  Directeur de recherche  École polytechnique  Examinateur
Nicolas SAINTIER  Professeur  Arts et Métiers ParisTech Centre de Bordeaux-Talence  Examinateur
Gérard NESPOULOUS  Ingénieur  GRT gaz  Examinateur
Georges CAILLETAUD  Professeur  MINES ParisTech PSL  Examinateur
Yazid MADI  Docteur, Ingénieur  EPF Ecole d'Ingénieur  Examinateur
Gilles ROUSSELIER  Docteur d'Etat  MINES ParisTech PSL  Examinateur

Mots clés en français : Fatigue, Effet de prédéformation, Contrôle d'endommagement,
Mots clés en anglais : fatigue, Predeformation effect, Damage Control,,

Résumé de la thèse en français
Au cours de leur utilisation, les tubes constituant les gazoducs sont soumis à diverses agressions. Lors de la pose, des engins de chantiers peuvent provoquer des enfoncements qui, en modifiant localement la géométrie, réduisent la durée de vie initiale des conduites. Cette problématique conduit à mener des études qui ont pour but de mesurer la gravité du phénomène afin de réagir de manière adéquate et garantir l'intégrité du réseau. Cette étude porte sur un tube d'un mètre de diamètre de nuance X70 extrait du réseau gazier français. Un modèle réduit de ce tube à l'échelle 1/10eme a été créé à partir d'un tube composé en acier d'une nuance différente (L245MB). Trois enfoncements ont étés réalisés sur le tube en X70 et cinq sur le modèle réduit en L245MB. Après avoir mené une campagne de mise en pression cyclique, nous avons constaté une réduction de la durée de vie des tubes d'autant plus importante que le défaut était profond. La caractérisation mécanique des nuances d'acier composant les deux tubes passe par une campagne expérimentale sur éprouvettes comportant des essais de traction simple dans huit directions différentes, des essais de déformation plane et des essais de fatigue dans les principales directions du tube. La modélisation du comportement des matériaux a été réalisée au moyen d'une optimisation sur éléments de volume, à partir d'un modèle de comportement cinématique. Le phénomène de création d'enfoncement et son évolution au cours de cycles de pression interne ont été étudiés au moyen d'une étude par éléments finis. Un modèle de durée de vie en fatigue de tubes indentés a été établi sur les enfoncements créés pour différentes valeurs de profondeur et de pression. Cette analyse est établie depuis l'amorçage jusqu'à la perte d'étanchéité de la structure. Une modélisation de la propagation de fissure a été réalisée dans le cas du modèle réduit afin d'expliquer la différence entre le nombre de cycles à amorçage et le nombre de cycles avant la rupture du tube. Les modèles d'enfoncement et de fatigue ont été validés à la fois par des essais sur les structures réelles, et sur les modèles réduits. Il a été établi que l'effet de la contrainte moyenne inhérente à l'indentation joue un rôle important sur l'évaluation de la durée de vie en fatigue des tubes. La prédéformation en traction a un effet positif sur la durée de vie de l'acier du tube étudié alors que la prédéformation en compression a un impact négatif. L'approche expérimentale par modèle réduit donne des données valides et utilisables pour le cas réel dans l'élaboration d'un modèle d'amorçage. Par rapport à des expérimentations sur de plus grandes structures, ce protocole expérimental est très prometteur, car il réduit fortement toute la logistique nécessaire. De plus, cette méthodologie peut s'appliquer à d'autres paramètres de sollicitation non présentiés ici tels que la flexion ou la torsion du tube, l'effet de confinement ainsi que diverses formes d'indenteur.

Résumé de la thèse en anglais
During their life, the pipes constituting the pipelines are subjected to various aggressions. When laying, construction machinery can cause depressions which, by modifying geometry locally, reduce the initial life of the pipes. This problem leads studies that aim to measure the severity of the phenomenon in order to respond appropriately and ensure the integrity of the pipeline web. In this paper a one meter diameter pipe of X70 grade extracted from the french gas pipeline web is studied. A 1/10th scale model of this tube was created from a steel tube of a different grade (L245MB). Three indentations were made on the X70 pipe and five on the L245MB scale model. After a cyclic pressurization campaign, we have seen an increasing reduction in the service life of the pipe with the increase of the defect depth. The mechanical characterization of the steel grades composing the two pipes goes through an experimental campaign on test specimens with simple tensile tests in eight different directions, plane strain and fatigue tests in the main directions of the pipe. The modeling of the materials behavior was carried out by means of an optimization on volume elements, of a kinematic behavior model. The creation phenomenon of indentation defect and its evolution during internal pressure cycles were characterized using a finite element study. Fatigue life models of indented tubes were established on the indentations created for different values of depth and pressure. This analysis is done from the creation of the indent to the ightness loss of the structure. A model of the crack propagation was carried out in the case of the reduced model to explain the difference between the cycles number to crack initiation and the cycles number before the rupture of the pipe. Depression and fatigue models have been validated both by tests on real structures, and on the scale models. It has been established that the effect of the average stress inherent in indentation plays an important role on the evaluation of the fatigue life of the pipes. prestrain has a positive effect on the service life of the steel of the studied pipe whereas compression predeformation has a negative impact. The model-based experimental approach gives valid and usable data for the real case in the development of an initiation model. Compared to experiments on larger structures, this experimental protocol is very promising because it greatly reduces all the necessary logistics. In addition, this methodology can be applied to other solicitation parameters not presented here such as bending or twisting the pipe, the effect of confinement as well as various forms of indenter.

Soutenances à venir - MINES ParisTech
Partager
Plan du site
Mentions légales efil.fr © 2014 MINES ParisTech