Interaction fluide-structure sur structures en câbles
 

Ce type de recherche a été et est entreprise par TDEE depuis le début des années 90.
Les projets de recherche coordonnés les plus significatifs ont été ou sont :

Projet " ICARE " subsidié par la Communauté Française de Belgique (1995-1999), détaillé ci-dessous.
Projet " IMAC " subsidié par les Communautés Européennes (2001-2003) : http://www.univ-mlv.fr/ufr_lac/imac/projets-en-imac.html , un des 30 " outstanding project " (sur environ 300 terminés dans ce programme) après évaluation finale.
Projet " INTAS " subsidié par Communautés Européennes (2004-2006) : Projet Intas

TDEE a créé, dès 1995, un congrès international sur ce domaine " CABLE DYNAMICS " sont la 5ème tenue se fait en septembre 2005 à Charleston, USA (http://www.aimontefiore.org/cable/index.html)


Projet " ICARE " :


Communauté Française de Belgique (référence 94-99/176)

Ce projet est terminé. Il a permis de développer une expertise accrue dans le domaine de la dynamique des câbles où l’Université de Liège est devenu un centre de compétences international. Le service promoteur (J.L. Lilien) organise tous les deux ans, un congrès international sur le sujet. (Liège 1995, Tokyo 1997, Trondheim 1999, Montréal 2001, Santa Margherita 2003, Charleston (USA) 2005)

Deux logiciels industrialisés (par la spin-off Samtech) ont ainsi été réalisés.

Des phénomènes d’instabilités aéroélastiques peuvent engendrer la ruine d'ouvrages (lignes électriques, pylônes, ponts haubanés, ..) ou la non utilisation de ceux-ci pendant une période significative, engendrant des coûts souvent impressionnants. Le dimensionnement approprié et la prédétermination des risques sont des domaines où le service a atteint un renom international reconnu. Grâce à une modélisation poussée de ces phénomènes, validée par des essais en vraies grandeurs, la prédétermination des risques et un moyen préventif ont été développés. Un brevet a été déposé en 2004 sur cette invention.

Collaborateurs Universitaires :

        Mécanique des Matériaux et des Structures - ULG
        Dynamiques des constructions mécaniques - ULG

Compléments :
        Mecano Cable par Samtech (format PDF, 1085 Ko)
        Xgalop par TDEE (format PDF, 104 Ko)

         Le but du projet est de réaliser une étude fondamentale et originale de la dynamique des câbles de grande dimension, et de construire des logiciels permettant de simuler le comportement de structures en câbles sous l'action du vent.

         Une évaluation prédictive fiable de la réponse dynamique de telles structures revêt une importance fondamentale pour la conception de grands ponts haubannés et de lignes électriques à haute tension. Ces structures sont généralement dimensionnées de manière statique. Il en résulte une nécessité de surdimensionnement, et donc un accroissement considérable des coûts de construction. De plus, ces études ne tiennent généralement pas compte de manière suffisamment précise de l'effet du vent qui peut perturber fortement le comportement structural et causer éventuellement des instabilités aux conséquences catastrophiques. C'est notamment le cas du phénomène du galop dans les lignes à haute tension, ou encore des vibrations parasites pouvant apparaître dans des ponts suspendus de grande dimension.

         La dynamique des câbles est un des problèmes de dynamique des structures présentant les non-linéarités géométriques les plus fortes. Les demandeurs proposent d'en réaliser une simulation numérique très complexe tenant compte des effets de couplages aéroélastiques qui accroissent encore le caractère non-linéaire du problème.

         Il s'agit incontestablement d'une approche originale qui devrait conduire à une meilleure connaissance fondamentale des phénomènes, et à améliorer sensiblement la sécurité des ouvrages précités, tout en réduisant considérablement les coûts de construction et de maintenance. De plus, les connaissances acquises à l'occasion de cette étude seront directement utilisables dans d'autres domaines.

         Afin de simuler les effets non-linéaires résultant de l'action du vent, il faudra établir des corrélations expérimentales reliant les forces aérodynamiques de l'Institut de Mécanique. Elles consisteront en la mesure des forces aérodynamiques sur des corps de différentes formes simulant le câble à différentes vitesses et angles d'incidence. Certaines de ces formes permettront par exemple de tenir compte de la présence d'épaisses couches de glace sur le câble. Il semble qu'une telle étude n'ait jamais été réalisée a ce jour.

         Les promoteurs envisagent d'analyser, voire de concevoir des dispositifs de contrôle passif et actif des vibrations dans les câbles.

Les promoteurs sont issus de groupes de recherche de haut niveau, à savoir :
Mécanique des Matériaux - stabilité des constructions - mécanique des structures
Dynamiques des constructions mécaniques
dont la réputation est établie en Belgique et à l'étranger.

         Leurs expériences respectives sont tout à fait complémentaires. Leur dynamisme et la notoriété scientifique de leurs travaux sont garants du succès de leur collaboration et permettent d'attendre un aboutissement heureux de leurs travaux. Ceux-ci devraient conduire d'une part, à une meilleure compréhension des phénomènes complexes liés à la dynamique des câbles sous l'effet du vent et d'autre part, à des progrès très significatifs dans la conception des câbles de ponts haubannés et de lignes électriques à haute tension.

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