Modelisation du comportement thermo-electro-mecanique des interfaces de contact d'une cuve de Hall-Heroult (French text)

Le mode de fabrication des cuves d'electrolyse, utilisees pour la production de l'aluminium par le procede de Hall-Heroult, engendre un nombre important d'interfaces de contact. L'etude des cuves d'electrolyse et l'amelioration de leur duree de vie utile re presentent un champ de recherche tres vaste. Pour augmenter la comprehension des phenomenes presents, on propose dans ces travaux l'etude du comportement thermo-electro-mecanique des interfaces de contact d'une cuve, plus particulierement lors du prechauffage electrique. Une revue des travaux de modelisation visant l'analyse du comportement de cuves d'electrolyse est d'abord presentee pour identifier les besoins de modelisation du contact. Des travaux connexes au sujet sont egalement explores pour tracer les voies a suivre dans cette recherche. Une fois la problematique etablie, une methodologie de developpement est mise sur pied pour modeliser, de facon rigoureuse, les interfaces de contact thermo-electro-mecanique.; Les formulations regissant les phenomenes electrique, thermique et mecanique sont tout d'abord derivees en identifiant les termes de couplage et de contact. A partir d'une description de la cinematique du contact et des equations d'equilibre aux interfaces, les termes de contact sont ensuite detailles. Ces formulations de contact prennent en compte la generation de chaleur par effet Joule, la distribution de cette chaleur dans les solides en contact, ainsi que les pressions mecaniques dans les lois d'interface.; Ces formulations sont ensuite linearisees et discretisees par elements finis pour leur resolution numerique. Chacune des expressions est detaillee, en vue de son implementation dans un code d'elements finis. Une strategie de resolution est ensuite proposee ainsi qu'un modele objets pour une mise en oeuvre informatique efficace dans la boite a outil FESh++. Cette conception orientee objets novatrice mene aux developpements informatiques d'un simulateur numerique permettant de traiter des problemes multi-physiques avec contact. (Abstract shortened by UMI.)...