Réunion n°2 (22 juin 2004): Présentation des résultats du benchmark proposé dans le cadre du GDR MoMas

1. Réunion n°2 (22 juin 2004): Présentation des résultats du benchmark proposé dans le cadre du GDR MoMas C.Chavant R.Fernandes

2. Présentation des comparaisons Les comparaisons suivantes ont été effectuées grâce aux résultats fournis par les équipes : - du CEA (Castem); - de l’Université de Lille; - de l’école des Mines; - du L3S (LAGAMINE); - du LCPC (BIL); - du LAEGO (Code_Aster version libre); - de EDF (Code_Aster).

3. Cas 0d Cas1.1 Cas1.2 Cas2.1 Cas2.2 Cas2.4 maillage M1 Cas2.4 maillage M2 CEA X X non cvg après 1.47e6 X X X Université de Lille X X Calcul non convergé X X X Ecole des Mines X L3S X X X X X LCPC X X X X X LAEGO X Loi de perméabilité différente X Calcul non convergé? X X EDF X X X Jusqu’à 1.5e6 manque CPU X X X X Jusqu’à 1.5e6 manque CPU Présentation des comparaisons

4. Plan • Bilan des comparaisons suite à la réunion n°1 • Présentation des résultats du cas 2.1 Plasticité parfaite et perméabilité constante • Présentation des résultats du cas 2.2 Plasticité parfaite et perméabilité variable • Présentation des résultats du cas 2.4 Modèle adoucissant (formulation locale) et perméabilité constante • Présentation des résultats du cas 1.2 Modèle adoucissant et perméabilité variable • Synthèse

5. Etat des lieux des diffusions dans le cadre du benchmark • Dernière définition du benchmark, version 3 (06/05/2004) • Diffusion du compte rendu de la journée du 13/01/2004 • Pré-diffusion de l’étude comparative sur les cas-tests triaxiaux et sur le cas1.1 (1d, modèle adoucissant et perméabilité constante) aux équipes participantes

6. Bilan 0d : Essais Triaxiaux Écart dû à la formulation sur l’évolution de la porosité proposée par le LCPC ?

7. Bilan 1d : Modèle adoucissant, perméabilité constante • Qualitativement les courbes ont les mêmes allures • Quantitativement : • Écart de 15% sur les déplacements à 300 Ms : Université de Lille • Écart de 25% sur les déformations plastiques cumulées de cisaillement à 300 Ms : (Université de Lille / École des Mines)

8. Cas 2.1 : 2D Plasticité parfaite perméabilité constante Déplacements sur l’axe y=0 17 jours Écart maximal : 35%

9. Cas 2.1 2D Plasticité parfaite et perméabilité constante déplacements sur l’axe y=0 10 ans Diminution des écarts à 300Ms : 8% CEA/ EDF présentent des déplacements légèrement supérieurs aux autres équipes

10. Cas 2.1 : 2D Plasticité parfaite perméabilité constante pressions d’eau sur l’axe y=0 17 jours Extremum à 3.5m différent pour les équipes du LAEGO et du LCPC Les écarts diminuent pendant la phase de consolidation

11. Cas 2.1 : 2D Plasticité parfaite perméabilité constante contraintes sur l’axe y=0 17 jours extremum différent pour les équipes du LAEGO et du LCPC Les écarts diminuent pendant la phase de consolidation Apparition d’oscillations sur la courbe du CEA

12. Cas 2.1 : 2D Plasticité parfaite perméabilité constante déformations plastiques cumulées de cisaillement selon y=0 17 jours Écart de la courbe du LAEGO (30%) Conservation de cet écart pendant la phase de consolidation (25% à 300Ms)

13. Cas 2.2 : 2D Plasticité parfaite, perméabilité variable Loi de perméabilité en fonction de la porosité

14. Cas 2.2 : 2D Plasticité parfaite, perméabilité variable déplacements sur l’axe y=0 17 jours Écarts (de 7%) inférieurs au cas2.1 Écarts identiques jusqu’en fin de consolidation

15. Cas 2.2 : 2D Plasticité parfaite, perméabilité variable pressions d’eau sur l’axe y=0, 17 jours Même palier initial Même pic Écart de la courbe du LCPC à 1.5Ms Petit écart de la courbe du LAEGO Ces écarts diminuent pendant la phase de consolidation

16. Cas 2.2 : 2D Plasticité parfaite, perméabilité variable contraintes sur l’axe y=0 17 jours Écart de la courbe du LCPC à 1.5Ms Petites oscillations sur la courbe du CEA Amplification des oscillations à 300Ms

17. Cas 2.2 : 2D Plasticité parfaite, perméabilité variable déformations plastiques cumulées de cisaillement selon y=0, 17 jours Déformations plastiques cumulées de cisaillement plus faible sur la courbe du LAEGO Écart de 25% constant jusqu’en fin de consolidation

18. Cas 2.4 : 2D adoucissant perméabilité constante déplacements sur l’axe y=0, 17 jours Écart important (57%) du LAEGO et du LCPC Remarque : le maillage du LAEGO est plus fin, maille de l’ordre de 0.05m

19. Cas 2.4 : 2D adoucissant perméabilité constante déplacements sur l’axe y=0 10 ans Courbe du L3S avec prise en compte de l’évolution de la géométrie Les écarts initiaux diminuent excepté pour l’Université de Lille (20%)

20. Cas 2.4 : 2D adoucissant perméabilité constante pressions d’eau sur l’axe y=0, 17 jours Différences de extremum pour les courbes du LCPC et du LAEGO Diminution des différences en fin de consolidation

21. Cas 2.4 : 2D adoucissant perméabilité constante contraintes radiales selon y=0 10 ans Différence de paliers à 10m Présence d’oscillations jusqu’à 10m

22. Cas 2.4 : 2D adoucissant perméabilité constante Zoom sur la comparaison des contraintes radiales y=0, 10 ans Oscillations confirmées sur l’ensemble des courbes Contrainte radiale non nulle pour le LAEGO et le CEA à 3m Pic important à 6m pour le LAEGO : zone de localisation pour cause de maillage plus fin?

23. Cas 2.4 : 2D adoucissant perméabilité constante déformations plastiques cumulées de cisaillement selon y=0, 17 jours • Courbe nettement supérieure du LAEGO : confirmation d’une zone de localisation dès la fin de l’excavation • Écart de la courbe du LCPC

24. Cas 2.4 : 2D adoucissant perméabilité constante déformations plastiques cumulées de cisaillement selon y=0, 10 ans • Courbe du LAEGO toujours au-dessus • Oscillations de la courbe du L3S à 5m • Écart des courbes EDF / L3S par rapport aux autres : 15%

25. Cas 2.4 : 2D adoucissant perméabilité constante maillage fin EDF/maillage 1 déplacements sur l’axe y=0, 17 jours Apparition de deux paliers (à 3.05m et à 3.2m) avec le maillage M2 caractérisant des zones de localisation

26. Cas 2.4 : 2D adoucissant perméabilité constante maillage fin EDF/maillage 1 Comparaison des déformations plastiques cumulées de cisaillement selon y=0, 17 jours Confirmation de deux paliers à 3.05m et à 3.2m. Constat identique sur les contraintes

27. Cas 1.2 : Modèle adoucissant avec perméabilité variable Comparaison des déplacements, 17 jours Écarts très importants Loi de perméabilité différente pour le LAEGO Déplacement de l’ordre de 2m pour EDF Remarque : le maillage EDF est 5 fois plus fin (sur le 1er mètre) que les maillages du LAEGO et de l’Université de Lille

28. Cas 1.2 : Modèle adoucissant avec perméabilité variable Comparaison des pressions d’eau, 17 jours Présence de paliers sur les courbes de l’Université de Lille et de EDF caractérisant une libre circulation de l’eau dans une zone endommagée de longueur respective 3m et 6m.

29. Cas 1.2 : Modèle adoucissant avec perméabilité variable Comparaison des contraintes radiales, 17 jours Allure identique des courbes avec un décalage La condition aux limites sur la contrainte radiale nulle en fin d’excavation n’est pas totalement satisfaite

30. Cas 1.2 : Modèle adoucissant avec perméabilité variable Comparaison des déformations plastiques cumulées de cisaillement, 17 jours Écarts identiques à ceux obtenus sur les déplacements

31. Bilan • Constatation d’une diminution des écarts obtenus par les différentes équipes en fin de simulation de consolidation par rapport aux écarts obtenus en fin de simulation d’excavation • La prise en compte de la variation de la perméabilité en fonction de la porosité dans le cas 2.2 (plasticité parfaite) a donné des écarts plus petits par rapport au calcul 2.1 où la perméabilité était constante • Apparition de phénomènes d’oscillations dans les courbes de post-traitement caractérisant probablement un maillage trop grossier notamment dans les zones qui plastifient • Solution de la matrice sécante pour éviter les problèmes de convergence

32. Bilan (suite) • Le raffinement du maillage conduit à une modification des zones de localisation mais aussi à leurs orientations • La zone de localisation évolue avec la déformation plastique cumulée de cisaillement • Problème de comparaisons de résultats sur le test 1.2 (calcul 1d avec modèle adoucissant et perméabilité variable)