Thèse Développement Numérique de l'Interaction Fluide-Structure de la Réponse Quasi-Statique à la Réponse Dynamique pour les Structures Marines avec Openfoam H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Centrale Nantes École doctorale : Sciences de l'Ingénierie et des Systèmes Laboratoire de recherche : LABORATOIRE DE RECHERCHE EN HYDRODYNAMIQUE, ENERGÉTIQUE ET ENVIRONNEMENT ATMOSPHÉRIQUE Direction de la thèse : David LE TOUZE Date limite de candidature : 2026-11-30T00:00:00

Les structures marines doivent satisfaire des états limites, en particulier l'état limite ultime (ULS) et l'état limite de fatigue (FLS). Dans la pratique actuelle, les chargements de houle sont calculés par la théorie de l'écoulement potentiel en supposant la structure rigide, puis transférés à un modèle éléments finis par un couplage à sens unique. Des travaux antérieurs menés dans le cadre de la Chaire de recherche Bureau Veritas - Ecole Centrale de Nantes ont montré que cette approche ne capture pas correctement les chargements lors d'événements extrêmes, alors que la CFD (URANS) reproduit les données expérimentales dans ces conditions. Les événements extrêmes peuvent aussi déclencher des phénomènes hydro-élastiques (springing, whipping) qui augmentent les contraintes maximales et le nombre de cycles de fatigue.

Cette thèse vise à développer et valider un cadre numérique haute fidélité entièrement couplé, couvrant l'interaction fluide-structure de la réponse quasi-statique à la réponse hydro-élastique dynamique. Le travail s'appuiera sur foamStar, un solveur CFD basé sur OpenFOAM, co-développé par l'ECN et Bureau Veritas. Il débutera par le couplage à sens unique pour la réponse structurelle quasi-statique, puis étendra l'approche par modes généralisés à la réponse dynamique. La validation s'appuiera sur une base de données expérimentale existante.

Accueil: laboratoire LHEEA (UMR CNRS 6598), Ecole Centrale de Nantes, au sein de l'équipe de développement de foamStar.

Calcul: accès aux moyens de calcul haute performance de l'ECN, et budget dédié au matériel informatique et aux logiciels.

Expérimental: une base de données expérimentale conséquente.

Mobilité: budget dédié à la participation à des conférences internationales (par ex. ISOPE, OMAE).

Sécurité et dimensionnement: prédire avec précision les chargements de houle et les réponses structurelles en conditions extrêmes, afin de protéger les structures et les personnes.

Industriels et économiques: des structures flottantes de plus en plus grandes et élancées (porte-conteneurs de plus de 400 m, éoliennes flottantes de nouvelle génération) rendent les effets hydro-élastiques critiques pour l'évaluation à l'ELU et à l'ELF.

Scientifiques: disposer d'une capacité hydro-élastique par modes généralisés, vérifiée et validée, dans un solveur CFD open source, en vue d'un usage industriel courant.

Partenariat: les résultats alimentent la Chaire de recherche Bureau Veritas - ECN, avec un lien direct avec les pratiques opérationnelles de Bureau Veritas.