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Post-doctorat - Contribution à la fiabilité des structures gridshell en bois pour des usages de longue durée CDD

Contact

Frédéric Duprat

31077 Toulouse
1
France
0561559905
duprat@insa-toulouse.fr

Descriptions

Établissement :
INSA - Institut National des Sciences Appliquées
Laboratoire :
Rémunération mensuelle :
3400 Euros brut chargé €
Date de début :
01/02/2019
Date de fin :
31/05/2020
Date limite pour postuler :
15/01/2019
Descriptif :

Enjeux

Les structures gridshell s’apparentent à des coques obtenues par déformation élastique d’une structure maillée plane bidirectionnelle sans rigidité initiale en cisaillement puis rigidifiée après déformation. La start-up Quaternion a développé, pour des usages évènementiels de courte durée, une gamme de structures gridshell en bois constituées de deux nappes croisées Un des composants majeurs de ces structures est l’assemblage existant au croisement des nappes qui doit permettre le glissement relatif des nappes pendant la formation de la coque puis
empêcher ce glissement. Quaternion souhaite pouvoir prolonger la durée d’utilisation des structures gridshell, dont la demande est fréquente. A cette fin la fiabilité et la pérennité des assemblages, ainsi que celles de la structure dans son ensemble, doivent pouvoir être démontrées. A cet enjeu économique et assuranciel s’associent des enjeux de recherche.
Le premier concerne la caractérisation du comportement des assemblages du fait de leur particularité quant au transfert des efforts de cisaillement. Le second découle de la méthodologie à mettre en place pour estimer la fiabilité d’une structure gridshell dont le comportement mécanique s’apparente dans son ensemble à celui d’une coque et dans le
transfert des efforts à celui d’un treillis.

Contexte

Le post-doc s’inscrit dans le cadre du projet GERBOISE (Gridshells Elastiques Réutilisables en BOIS pour une longue duréE) ayant répondu à l’appel d’offre ReadyNov 2018 de la région Occitanie. Les partenaires en sont Quaternion (startup à l’origine du projet spécialisée dans la fabrication, le montage et la location des structures gridshell) , Terrell (bureau d’étude et d’ingénierie), et l’INSA-LMDC (laboratoire de recherche). Le projet GERBOISE comprend trois volets scientifiques et techniques : conception et caractérisation de l’assemblage (lot 1), développement d’outils numériques et estimation de la fiabilité (lot 2), développement du process de levage et de contrôle de la forme (lot 3). Dans le lot 1, la conception de l’assemblage et la fabrication de prototype revient à Quaternion, la rédaction du protocole d’essai de l’assemblage, les essais et leur exploitation sont à la charge de l’INSA-LMDC, avec le conseil de Terrell sur le respect des directives européennes pour les essais des structures bois. Le montage d’une structure complète et son suivi en condition d’exposition naturelle sont également prévus dans ce lot. Dans le lot 2, Terrell prend en charge le développement logiciel (modélisation de la structure gridshell et identification des critères de défaillance) avec l’assistance de l’INSA-LMDC, tandis que ce dernier déploie sur le modèle l’approche probabiliste de la fiabilité telle que recommandée par l’EN 1990. Dans le lot 3, Quaternion s’appuie sur la chaîne logicielle allant de la conception au calcul de la déformée après levage pour proposer le protocole de montage et de contrôle.

Travaux

Le post-doc interviendra dans le lot 1 et le lot 2 du projet GERBOISE.

Lot 1 – Le post-doc aura en charge la rédaction du protocole d’essai de l’assemblage qui doit intégrer : la géométrie de
l’assemblage, les degrés de liberté à tester, la métrologie à mettre en place, le procédé de chargement. Il conviendra d’observer dans ce protocole le respect des directives européennes permettant d’exploiter les résultats des essais en
cohérence avec l’EN 1995. Parallèlement, l’adaptation d’une presse du laboratoire et/ou l’acquisition d’une machine particulière seront à la charge du post-doc (en ce qui concerne l’ingénierie). Il conduira les séries d’essais. Idéalement, il est attendu également qu’une modélisation du comportement mécanique de l’assemblage soit proposée. Enfin, le postdoc
assistera la mise en place de l’instrumentation pour le suivi de la structure test par fibres optiques.
Lot 2 – L’apport du post-doc dans ce lot consistera dans un premier temps à assister Terrell dans l’implantation du comportement de l’assemblage (relation force-déplacement) dans le modèle global de la structure (sous Code-Aster).
Dans un second temps il déploiera des méthodes probabilistes (modèle de substitution, indice de fiabilité, approche système) pour estimer la fiabilité d’une structure grisdhell vis-à-vis des états limites prépondérants identifiés par Terrell. La
plateforme OpenTurns, ou d’autres outils fiabilistes, seront employés. Pour l’ensemble de ces travaux, le post-doc bénéficiera de l’environnement scientifique et technique de l’INSA- LMDC, des conseils des chercheurs, enseignants et personnels techniques, ainsi que de l’expérience des ingénieurs de Terrell et
de Quaternion.

Profil recherché
Le candidat bénéficie d’une très bonne expertise dans la métrologie et l’expérimentation des structures en bois. Une bonne connaissance des approches numériques en mécanique est souhaitée. Le candidat a une solide culture des
Eurocodes et des approches probabilistes pour la fiabilité. Le candidat a le goût du travail collaboratif et le sens de la communication et des responsabilités.

Mot(s)-clé(s)

  • Bois Construction
  • Conception
  • Essais de laboratoire