Utilisation dOpenTURNS dans Salomé-Méca : Evaluation dune courbe de fragilité Anne-Laure Popelin...

Utilisation d’OpenTURNS dans Salomé-Méca :Evaluation d’une courbe de fragilité

Anne-Laure Popelin

EDF R&D, Département Management des Risques Industriels

Journée Utilisateurs OpenTURNS 2012

12 juin 2012

2 - Journée Utilisateurs OpenTURNS 2012 - 12 juin 2012

Déroulement de l’exposé

Contexte de l’étude Les EPS séisme

Courbe de fragilité

L’étude SMART

Salomé-MécaPrésentation de la plate-forme

Une étude Code_Aster – OpenTURNS dans Salomé-Méca

Conclusions et perspectives


Analyse d’incertitudes et EPS

EPS (Étude Probabiliste de Sûreté) :modèle probabiliste pour « explorer » les scénarios accidentels enchaînements d’événements

L’analyse d’incertitudes peut alimenter les EPS en fournissant des probabilités de défaillance, conditionnelles à une situation accidentelle donnée

Le modèle au cœur de l’étude est un modèle physique (avec des entrées aléatoires)


Les EPS séisme

Études probabilistes de sûreté sismique :

Évaluer le risque de fusion du cœur dû à un événement (externe) sismique

Identifier les principaux contributeurs à ce risque

Quantifier le risque sismique des installations compte-tenu :

du chargement aléatoire (séisme) courbes d’aléa sismique pour prendre en compte la variabilité du phénomène

des incertitudes sur les modèles et les données courbe de fragilité propre à la structure étudiée

Prise en compte des incertitudes tant épistémiques (réductibles avec nouvelle acquisition de connaissances) qu’aléatoires (intrinsèques)



Définition d’une courbe de fragilité

Probabilité de défaillance Pf (d’une structure ou d’un composant) pour un niveau sismique :

: paramètre caractérisant la nocivité du séisme, souvent le PGA (Peak Ground Acceleration)

A : capacité de la structure, i.e. niveau sismique limite auquel la structure résiste

Temps [s]

Acc

élé

ratio

n a

u s

ol

Niveau sismique [g]

Pf(

)



Modèle log-normal (EPRI)

Capacité médiane Am de la structure

Ecart-type logarithmique β (variabilité)

Méthodes pour estimer les paramètres Am et β

Par maximum de vraisemblance

Régression (linéaire)

)/ln(

)( mf

AP

Paramètres à déterminer

cbY

[Zentner, 2010]


Application maquette SMART

Benchmark SMART

SMART (Seismic design and best-estimate Methods Assessment for Reinforced concrete buildings subjected to Torsion and non-linear effects)

Variables caractérisant l’endommagement Drift (déplacement différentiel entre deux étages)

Décalage des premières fréquences propres

Modèle EF coque et poutres (Code_Aster) Loi de comportement du béton armé

Modèle d’endommagement global GLRC_DM

Calculs transitoires non linéaires (DYNA_NON-LINE)

Temps CPU pour un calcul : 4 – 7 h

[Zentner, 2010]



Sources d’incertitudes : Aléa sismique : 50 séismes artificiels (base de donnée)

Structure : 3 paramètres modélisés par des variables aléatoires: Madd, Eb,

Propagation des incertitudesLatin Hypercube Sampling (LHS)

4 réplications de l’échantillon initial de taille 50 : Ns=200

Pour chaque jeu de données :

Calcul du drift

Indicateur de défaillance xi (1 si le drift est supérieur à la valeur admissible, 0 sinon)

Calcul des paramètres Am et β par la méthode du max. de vraisemblance

[Zentner, 2010]



Initialement réalisée avec OpenTURNS et Code_Aster (ASTK) hors Salomé

Étude utilisée pour étudier le champ d’application de l’outil Code_Aster-OpenTURNS sous Salomé-Méca

En 2010 : étude préliminaire avec un modèle mécanique simplifié (linéaire - ~25min.)

En 2011 : passage de l’étude SMART complète, sur serveur de calcul

Retours d’expériences évolutions régulièrement implémentées


La plate-forme Salomé-Méca

Salomé : plate-forme de calcul développé par EDF, CEA et Open CASCADE (open-source)

Plate-forme générique pour la simulation numérique, intègrant des outils de pré et post-traitement (maillage, visu, gestion de schéma de calculs…)

La version EDF intègre depuis 2011 un module OpenTURNS

Salomé-Méca :

Plate-forme basée sur Salomé, open-source

Intègre Code_Aster et OpenTURNS


Études probabilistes avec la plate-forme Salomé-Méca

Salomé-Méca, depuis sa version 2011.1, intègre désormais Open TURNS

Meilleure ergonomieCouplage automatique de Code_Aster et Open TURNS

pas de « wrapper » à construire par l’utilisateur

Interfaces graphiquesArbre d’étude SaloméInterfaces graphiques (basées sur Eficas) disponibles pour la création d’études probabilistes

Distribution des calculs via le module YACSIndispensable pour les études probabilistes qui nécessitent un nombre élevé de calculsPlusieurs schémas possiblesInterface graphique pour la définition du schéma

Plate-forme enrichie du retour d’expériences depuis 2010 : de nombreuses évolutions déjà implémentées

http://vulcain.ujf-grenoble.fr/logos/phimeca.jpg

http://boursier.com/images/photos/l_airbus-eads-logo.jpg


Chaînage OpenTURNS – Code_Aster

Module Aster : Définition de l’étude de base

Données : fichier comm / maillage medParamètres de calcul



Module OpenTURNS :

Variables in/out

Lois de distributionCritèreNombre de tirages…

Schéma de calcul



Module JobManager :

Serveur de calculParamètres de lancement du schéma de calcul


Conclusions et perspectives

Exemples d’évolutions depuis Salomé-Méca 2011.1Traitement des cas de non-convergence Affichage des cas non-convergés dans l’arbre d’étude

Distribution des calculs sur serveur distant

Meilleur accès aux résultats :

tous les résultats d’OpenTURNS sont accessibles dans l’arbre d’étude

Documentation OpenTURNS cohérente avec la version

Documentation versionnée

Perspectives : Estimation d’une courbe de fragilité pour un composant à échelle industrielle

Test des dernières fonctionnalités implémentées

Retour d’expérience supplémentaireMettre à profit les fonctionnalités d’autres modules (ParaVis – outil de visualisation interactive)


Merci de votre attention

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