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institut carnot ingénierie@lyon
Ingénierie@Lyon fait franchir une
nouvelle étape à la simulation
Pour répondre aux besoins de simulation numérique des machines tournantes,
l’institut réalise le couplage des simulations mécaniques et fluides.
La simulation est, depuis longtemps déjà, levier de synergie entre plusieurs laboratoires
absolument indispensable aux construc- d’Ingénierie@Lyon, et qui a notamment suscité
teurs de machines tournantes. Que ce une collaboration étroite entre le LTDS et le
soit pour les moteurs d’avions ou les LMFA (Laboratoire de Mécanique des Fluides
turbines utilisées pour la production d’électri- et d’Acoustique).
cité, la simulation numérique est pour eux un
outil majeur de compétitivité. Grâce à elle, ils Ensemble, ils ont travaillé au développement
conçoivent des produits plus sûrs, plus économes de stratégies de calcul adaptées et à la défini-
en énergie, plus silencieux, bref, plus efficaces. tion d’algorithmes pour traiter ce problème
complexe, en s’appuyant sur des cas concrets
Cela dit, à mesure que progressent les machines, issus de la collaboration avec des industriels
de nouveaux défis se posent. Pendant long- tels que Safran ou EDF qui ont l’habitude de
temps, il suffisait pour les améliorer d’effec- travailler avec l’institut. Pour juger de la com-
tuer une simulation sur les structures, puis une plexité du problème, Ingénierie@Lyon a dû
modélisation de l’écoulement de l’air avec des avoir recours à des supercalculateurs, tant la
outils distincts utilisés indépendamment les puissance de calcul nécessaire à ces simulations
uns des autres. Mais à mesure que les pièces est importante !
s’améliorent, vers plus d’allègement par
exemple, les problèmes changent de nature. « Le travail effectué a permis de réaliser des
« Il devient alors indispensable de réaliser simulations pointues en calculs fluide et struc-
une simulation du couplage aéroélastique ture qui ont été partagées et couplées. Des
représentatif des interactions entre les aubes essais expérimentaux ont permis, quant à eux,
fixes et tournantes et le flux d’air traversant de valider la pertinence des choix numériques
la machine » explique Fabrice Thouverez, pro- réalisés. Nous avons pu analyser en situation
fesseur à l’Ecole Centrale de Lyon et chercheur de couplage fluide / structure le comportement
au Laboratoire de Tribologie et Dynamique complexe de systèmes mécaniques et montrer
des Systèmes (LTDS) de l’institut Carnot l’impact du fluide sur leurs caractéristiques
Ingénierie@Lyon. De quoi aller encore plus vibratoires » raconte Fabrice Thouverez. Fort
loin dans l’amélioration des performances des de ces avancées, le laboratoire s’est simultané-
machines tournantes. ment confronté à un autre problème : celui de
la réduction de modèle, c’est-à-dire sa simplifi-
Ce couplage entre le calcul de structures et la cation tout en conservant ses performances, le
mécanique des fluides est le défi que s’est lancé but étant que les industriels qui utiliseront ces
l’institut Carnot lors d’un ressourcement scien- algorithmes puissent le faire sur les machines
tifique. Ressourcement qui a constitué un fort qu’ils possèdent… Tout le monde ne dispose
