Réalisation d'un simulateur de champs de vitesse de vent
WEIL
Type de document
RAPPORT DE STAGE
Langue
français
Auteur
WEIL
Résumé / Abstract
L'objet de la présente étude est l'actualisation du simulateur du vent du LCPC (Laboratoire Central des Ponts et Chaussées), puis exactement la mise en oeuvre de deux nouvelles méthodes porteuses d'améliorations significatives dans la simulation du vent, ainsi que le traitement de la question de la simulation de vent à basses vitesses. Elle s'inscrit dans le cadre d'un partenariat entre EDF R&D et le LCPC. EDF R&D, est en particulier les départements THEMIS (Technologie et Modélisation des infrastructures du Système Electrique) et AMA (Analyses Mécaniques et Acoustiques) portent un intérêt direct pour ce simulateur : le département THEMIS dans le cadre du projet Viellissement et Fatigue des lignes aériennes, commandité par EDF RTE (Réseau de Transport d'Electricité), et le département AMA dans l'étude des effets du vent sur les tours aéroréfrigérantes des centrales nucléaires. Cette étude implique également le LCPC, et plus particulièrement la SDOA (Section Durabilité des Ouvrages d'Art). L'étude de la tenue des ouvrages au vent s'inscrit dans la nécessité de tenir compte des effets dynamiques sur les ponts. La tenue au vent est notamment nécessaire au dimensionnement des ouvrages exceptionnels, et y tient un rôle primordial, ceci d'autant plus que les ouvrages sont généralement élancés ou présentent une surface au vent importante, comme pour les ponts à haubans par exemple. Un premier simulateur de vent - Simulvent - avait été réalisé au LCPC en 1997 par Arnaud Guillin et Christian Cremona, et s'appuyait sur la simulation par transformée de Fourier rapide. Il avait été par ailleurs mis à disposition d'EDF suite à une convention entre les deux établissements. Ce simulateur possède d'excellentes performances en terme de restitution des spectres fournis en entrée. En revanche, il ne rend pas compte de manière satisfaisante la cohérence spatiale, c'est-à-dire du fait que " les fluctuations du vent en deux points sont d'autant plus similaires que ces points sont proches ". On dispose par ailleurs de modèles qui permettent de quantifier cette corrélation spatiale. Le fait de ne pas pouvoir disposer d'une cohérence spatiale conforme à la réalité limite les applications de ce simulateur sur des ouvrages de taille importante ou sur une portée complète de ligne aérienne par exemple. C'est la raison pour laquelle il a été décidé de mettre à jour Simulvent, en s'intéressant à deux autres méthodes de simulation qui permettent de mieux reconstituer la cohérence spatiale. La première des méthodes étudiées et implémentées s'appuis sue la BOB (Bi-Orthogonal Decomposition), tandis que le principe de la seconde - la méthode de Jin-Lutes-Sarkani - réside dans une récurrence sur les points du maillage spatial. Enfin, se pose également la question de la simulation de vent à basses vitesses. En effet, si les modèles de vent communément rencontrés sont relatifs à des vitesses de vent moyennes à forte, les vitesses d'accrochage pour une portée de ligne à haute tension de l'ordre de 1 à 7 m/s. L'étude aborde donc ce problème dans un chapitre conclusif.
