Projet ANR-11-MONU-0012 – MOSAICS : MOdélisation d’une Soudure Austénitique Inspectée par Contrôle ultraSonore
Programme : Modèles Numériques (MN) 2011
Année de financement : 2011
Coordinateur du projet : Monsieur bertrand CHASSIGNOLE (EDF RECHERCHE ET DEVELOPPEMENT)
Partenaires : Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies; DCNS; ELECTRICITE DE FRANCE; EXTENDE; Matériaux : Ingénierie et Science; Laboratoire de Caractérisation Non Destructive
Montant : 946874.0 euros
Date de début : 2011
Durée : 39 mois
Résumé : L’objectif du projet MOSAICS (« MOdélisation d’une Soudure Austénitique Inspectée par Contrôle ultraSonore») est de développer des codes de simulation numérique permettant de prédire les phénomènes de propagation ultrasonore dans les soudures austénitiques pour fiabiliser un diagnostic de contrôle. Ces soudures, notamment présentes sur les installations d’EDF et les constructions de DCNS (deux des partenaires industriels du projet), sont soumises à des sollicitations mécaniques et thermiques qui peuvent générer l’apparition de défauts en service. Les exigences réglementaires imposent donc une inspection volumique de ces composants. Les techniques ultrasonores sont préconisées pour leur aptitude à détecter mais également à dimensionner les défauts. Cependant les procédés industriels existants présentent des limites pour le contrôle de ce type de matériau. En effet les soudures multi-passes austénitiques sont caractérisées par des structures à la fois anisotropes et hétérogènes qui engendrent de nombreuses perturbations du faisceau ultrasonore. 
Les études menées jusqu’à présent ont été restreintes à des configurations 2D et à un procédé de soudage spécifique (soudage à l’électrode enrobée). Or les besoins industriels font émerger de nouvelles applications avec une complexité croissante en termes de géométrie et de matériau (autres procédés de soudage). L’étude de ces applications nécessite alors de s’orienter vers le développement et l’utilisation d’outils de modélisation prenant en compte des configurations complexes 3D pouvant être exécutés sur différentes plate-formes matérielles (clusters, multi-cœurs) afin de mener des études paramétriques intensives. Au final, l’objectif est de contribuer à la compréhension des phénomènes, ainsi qu’à l’optimisation de techniques de contrôles afin de donner des éléments déterminants pour les décisions relatives à l’intégrité des structures à risques. 
Le développement de différents types de code (éléments finis, modèles semi-analytiques, modèle hybride couplant les deux approches) permettra de réaliser un benchmark numérique sur des configurations parfaitement maîtrisées, à toutes les étapes de développement. Cette tâche sera prise en charge par l’ensemble des partenaires du projet.
Par ailleurs les exigences accrues en terme de performances de contrôle nécessitent de bien maîtriser l’ensemble des paramètres influents afin de reproduire le plus finement possible en simulation les phénomènes de propagation. La modélisation du matériau étant une donnée d’entrée essentielle des codes de simulation, une tâche du projet sera spécifiquement dédiée à la caractérisation des soudures, avec une approche multi-échelles. Différentes techniques innovantes (banc de mesures ultrasonores, optimisation par méthode d’inversion d’une description de soudure fournie par un modèle phénoménologique), développées par les partenaires universitaires du projet, seront utilisées. 
La validation expérimentale des codes pour ces cas complexes est un autre objectif fort de MOSAICS. Des moyens d’acquisition avancés, notamment la technologie multi-éléments, seront mis en œuvre sur des maquettes représentatives dans lesquelles seront implantés des défauts calibrés.
Pour l’ensemble de ces raisons, MOSAICS est un projet de Recherche Industrielle qui s’inscrit dans les thématiques 1 « Modélisation et simulation des systèmes complexes» et 5 « Usages et Applications » du programme Modèles Numériques.
Les enjeux de ces  développements pour les partenaires industriels du projet concernent à la fois la sûreté, la disponibilité et la durée de vie des installations. Les résultats des études menées dans le projet seront directement exploitables dans le cadre du montage des dossiers de qualification des procédés. La valorisation du projet sera en grande partie liée à l’intégration des développements dans la plate-forme logicielle CIVA et de sa distribution par la société EXTENDE.