Approche probabiliste pour l’évaluation des chargements Hydrodynamiques dimensionnants pour appendices de navires sur houle – APPHY

Le projet APPHY (APproche Probabiliste pour l’évaluation des chargements HYdrodynamiques dimensionnants pour appendices de navires sur houle) est porté par un consortium composé d’un partenaire académique (Institut de Recherche Dupuy de Lôme – FRE CNRS 3744), d’un partenaire institutionnel (IFREMER) et de deux grandes entreprises (DCNS via SIREHNA et Bureau Veritas). L’objectif de ce projet est de développer de nouvelles méthodologies pour le dimensionnement des structures navales et plus particulièrement pour caractériser les chargements hydrodynamiques, liés aux impacts sur vagues, agissant sur ces structures. Par rapport aux méthodes existantes, il s’agira de mieux tenir compte de la nature stochastique de ces chargements. En effet, des éléments de la structure du navire peuvent subir au cours de leur vie un grand nombre d’impacts, pour des conditions cinématiques très variables, générant des niveaux d’efforts eux aussi très variables. Le dimensionnement de la structure, à la fois vis-à-vis des problématiques de résistance ultime et d’endommagements par fatigue, nécessite de connaitre non seulement les chargements générés par les impacts, mais aussi le nombre de fois qu’ils sont susceptibles de se produire (probabilité d’occurrence).

L’objectif du projet est de mettre en place une approche probabiliste des chargements hydrodynamiques agissant sur des appendices de coque. Cette méthodologie devra permettre à partir de la connaissance des états de mer que va rencontrer un navire durant sa vie et de son comportement à la houle de déterminer les conditions cinématiques des impacts subis par les appendices et les chargements générés, ainsi que leur probabilité d’occurrence. Pour atteindre cet objectif, les travaux suivants seront réalisés :

1) Le développement de modèles analytiques d’impacts hydrodynamiques permettant une détermination rapide des efforts d’impact pour des conditions cinématiques représentatives de celles rencontrées en mer. En parallèle, des simulations numériques de type CFD seront menées pour obtenir des données de comparaison et validation, et identifier le domaine de validité des modèles analytiques.

2) La mise en place d’une chaine de calculs stochastiques permettant de caractériser les distributions de probabilité associées aux chargements d’impact (et aux niveaux de contraintes générées dans la structure) durant la durée de vie du navire. Cette chaine couplera un modèle de tenue à la mer (permettant de caractériser des conditions cinématiques d’impact), un modèle d’impact hydrodynamique et un modèle de structure.

3) La réalisation d’essais de validation en bassin. Ces essais permettront d’obtenir des données expérimentales pour la validation des outils de modélisation qui seront mis en place, en particulier afin de vérifier les capacités prédictives des modèles d’impact hydrodynamique pour des conditions cinématiques variées. Des essais d’impact en bassin sur houles régulière et irrégulière seront réalisés.

4) La synthèse des résultats de l’étude et la formulation de recommandations pour l’évolution des procédures de dimensionnement des structures navales.