Stage - Ingénieur Evaluation des efforts mécaniques - câbles raccordement de parcs éoliens H/F - F/H

Lieu : La Défense
Durée et/ou période du stage : 6 mois

En tant que stagiaire, vous serez intégré au sein du Centre National d'Expertise Réseaux - Départements Liaisons aériennes - Systèmes de Liaisons Sous-Marines.

Contexte :

RTE connait une forte augmentation de ses activités de développement du réseau électrique en mer. Cela résulte du nombre croissant de projets de raccordement éolien en mer et d'interconnexions sous-marines. Ces projets sont portés par la Direction Ingénierie Interconnexions et Réseau en Mer (DIIReM) avec le support technique du Centre National d'Expertise du Réseau (CNER). Le CNER intervient entre autres sur la conformité des systèmes de câbles installés. Les équipes de la Division Système de Liaisons Sous-Marines (DSLSM) participent sur chacun des appels d'offre à la rédaction des spécifications, à la sélection des systèmes de câbles, puis au suivi de la qualification, de la production et de l'installation.

Sujet du stage :

Dans le cadre des raccordements au réseau des pars éoliens offshore, les campagnes d'installation des câbles sous-marins conduisent à différentes situations de tirage des câbles : dans les fourreaux à l'atterrage, dans les J-tubes au poste en mer.

Les divers efforts produits dans les câbles dans ces situations ont vocation à être reproduits durant la phase d'essais de qualification, qui précède la fabrication des câbles. Ils sont dépendant des caractéristiques mécaniques des câbles, des moyens d'installation (navires câbliers), des conditions de site et des données météo.

Dans le cadre du renforcement du réseau électrique pour la transition énergétique, l'estimation des efforts devient essentiel pour le dimensionnement des câbles et est un paramètre essentiel à considérer pour l'approvisionnement des câbles dans un contexte de marché très tendu.

Pour combler l'écart entre des outils de calculs analytiques simplifiés et d'outils aux éléments finis inadaptés à certaines tâches d'ingénierie, RTE a développé un outil interne sous Python dédié à la vérification de conformité des procédures d'installation des câbles sous-marins.

L'objectif du stage est de poursuivre son développement en développant des modèles simplifiés à partir de modèles physiques plus complexes simulés sous Orcaflex tout en s'assurant que les phénomènes physiques sont correctement restitués.

Le stage se découpera en 2 phases principales :

1- Modélisation des aspects opérationnels maritimes sous Orcaflex :

Approfondissement des connaissances des efforts de tirage à travers divers études paramétriques, on s'efforcera d'expliciter les phénomènes physiques pouvant faire diverger les efforts modélisés des efforts mesurés au réel. Ces études paramétriques porteront notamment sur les efforts de friction et les différentes géométries de fourreau, ainsi que l'impact de la raideur.

Le stagiaire pourra aussi être amené à analyser la répartition interne des efforts dans le câble pour définir de façon globale et simplifiée des formulations simples d'effort permettant de relier la géométrie du tube, la capacité du câble et les efforts de tirage.

Avec l'objectif d'estimer les efforts résiduels nécessaire à une installation en toute sécurité pour le câble, le stagiaire devra :

• évaluer les configurations dans lesquelles le navire d'installation devra se positionner pour permettre l'insertion du câble sous marin dans le J-tube.

• évaluer les formes de caténaires qui doivent être imposées par le navire d'installation au câble sous marin lors de son installation pour insérer celui-ci dans le fourreau d'atterrage.

• évaluer l'influence des conditions météo (vague, courant) pouvant influer sur le câble. Le stagiaire décidera avec le maître de stage les différentes configurations en fonction des types d'atterrage ou de tirage sur plateforme.

Cette partie inclura la création d'une bibliothèque de modèles Orcaflex pour une utilisation simplifiée par les membres du service, lorsqu'une évaluation des efforts sera nécessaire.

2- Développement de l'outil calcul DaTASheet sous Python :

Avec l'objectif de développer un outil utilisable par l'équipe dans le cadre des activités de dimensionnement de RTE, le stagiaire devra :

• D'une part poursuivre le travail théorique des stages précédents concernant les formulations analytiques des efforts de friction le long de tube dû aux effets cabestan dans les courbes sur plans inclinés.

• D'autre part poursuivre le développement sous Python du module de calcul mécanique de DaTAsheet. Deux axes de développement sont envisagés :

- Ajouter de nouveaux cas de simulation suivant les enseignements du travail réalisé en phase 1 sous Orcaflex

- Améliorer la prise en main de l'outil en organisant sa diffusion et le retour d'expérience des utilisateurs

La validation de l'outil sera à réaliser au cours du stage. Cette validation s'appuiera sur :

o Comparaison de modélisations Orcaflex

o Comparaison avec des mesures réelles pour des cas de tirage existant.

Les cas de validation seront décidés entre le stagiaire et le maître de stage.

En fonction des progrès réalisés et des appétences du stagiaire, le stage pourra être complété par une 3ème phase, dédiée à l'étude de la fatigue mécanique occasionnée par les situations de pose ou d'exploitation opérationnelle. Là encore, on partira de travaux théoriques et modélisations aux éléments finis pour proposer des méthodes d'ingénierie, adaptées à la réalisation d'études de vérification mécanique.

Ces travaux seront au coeur des problématiques rencontrées sur les différents projets de raccordement, et peuvent donc faire l'objet de déplacements en usine ou sur chantier. Le stagiaire aura une vision sur tous les projets sous-marins de RTE (raccordements éoliens et interconnexions).

Le stage donnera lieu à la rédaction d'un rapport et à une présentation orale des résultats. Il inclura une capitalisation du travail mené (données, codes et résultats).