Maîtrise des instabilités lors du transport de bandes dans les lignes continues – INSTABANDE

Ce projet a pour objectif de mettre en œuvre un logiciel métier dédié à la simulation globale des phénomènes de transport de bandes minces dans les usines sidérurgiques avec la prise en compte de l'ensemble du procédé de fabrication ou de finition (recuit continu, galvanisation ou planage). Ce logiciel de calcul par éléments finis devra prendre en compte des non-linéarités couplées (géométriques, plasticité, contact, frottement) comme tous les logiciels de mise en forme, mais il aura plusieurs particularités : - * Un point clé est l'utilisation d'une formulation Arbitraire Lagrange Euler (ALE) qui permettra de limiter la taille des maillages et le nombre d'itérations. Le logiciel de laminage LAM3 est un bon exemple de cette technique. - * Une approche multi-modèles couplera un modèle fin basé sur des éléments finis de coques dans les zones de plissement potentiel avec des modèles simplifiés (modèles de fils, de poutres ou modèles analytiques) dans les zones moins sensibles. Le couplage va se faire par la méthode Arlequin. - * Les flambages loin des rouleaux feront l'objet d'une analyse simplifiée par la technique de réduction de modèle. Cette technique est basée sur la méthode de décomposition orthogonale propre (POD) et permet de réduire certains modèles de grande taille à quelques degrés de libertés (10 à 20). - - Plusieurs compagnes d'essais seront mises en place chez Arcelor pour valider les résultats issus de la simulation numérique. Arcelor a conçu un pilote expérimental à l'échelle 1, unique au monde, pour l'étude du guidage des bandes ainsi que pour la prévision de leur plissement. Bien sûr ces essais viseront à valider la modélisation, en particulier à mettre en évidence expérimentalement l'influence du frottement bande/rouleau, l'influence du désalignement d'un rouleau ou de sa forme. - - Notre équipe de simulation numérique du LPMM a une grande maîtrise des problèmes d'instabilité et une expérience de longue date sur le transport de bandes grâce au travail de collaboration avec Arcelor (plusieurs contrats et plusieurs thèses). Ces expériences représentent un réel atout et un gage de réussite pour notre projet. - Ce projet est véritablement novateur puisqu'on propose de coupler différentes techniques modernes pour la conception d'un logiciel dédié à l'étude du défilement des bandes et à la prédiction de leur plissement dans les lignes continues avec la prise en compte de l'ensemble du procédé. Cela permettra d'aider les sidérurgistes à appréhender l'ensemble des mécanismes mis en jeu dans le transport des bandes. En effet pour des raisons de productivité et de flexibilité, les bandes, qui sont de plus en plus minces et larges, passent sur les mêmes lignes de production avec des vitesses de plus en plus importantes. - Ces recherches s'inscrivent dans un cadre stratégique pour l'industrie sidérurgique française et doivent participer à sa pérennisation en maintenant sa position de leader sur le marché des aciers à forte valeur ajoutée.