Contexte
AGC souhaitait évaluer une alternative à Abaqus pour simuler le dégivrage de vitrages automobiles par effet Joule.
Le cas de référence combinait verre mince, couche conductrice, busbars et câbles, avec un calcul thermique transitoire couplé à l’électricité.
Approche Simvia
- Développement d’un modèle thermoélectrique monolithique 3D et 1D directement dans code_aster.
- Vérification progressive des contributions physiques, puis comparaison avec Abaqus sur un cas simple et sur le pare-brise industriel complet.
- Livraison d’un environnement Docker prêt à l’usage, des cas-tests et de la mise en données du modèle AGC.
Résultats
- 73 cas-tests de vérification et de non-régression
- 0.61% d’écart relatif sur cas simple
- 0.73°C d’écart absolu moyen sur le cas industriel
- Une première version opérationnelle, vérifiée et exploitable sur les cas d’usage industriels ciblés par AGC.
Volet technique
Briques technologiques
- Noyau : fork de code_aster 17.4, routines Fortran et catalogues Python.
- Solveur : THER_NON_LINE avec MUMPS, température et potentiel électrique résolus ensemble.
- Modèles : 3D_THER_ELEC pour les volumes et 1D_THER_ELEC pour les câbles à section variable.
- Interfaces : LIAISON_MAIL et ECHANGE_PAROI étendus aux maillages non conformes.
Contraintes
- Absence d’éléments de coque thermoélectriques : extrusion volumique du verre en 5 à 6 couches.
- Câbles 1D connectés à des busbars et à un vitrage 3D par des maillages non conformes.
- Matériaux dépendants des champs et calcul transitoire sur 1 800 s.
Déroulé
- Définition et vérification du modèle mathématique à partir des références Abaqus, Ansys et de la littérature.
- Prototypage, revue systématique du code et réécriture manuelle des parties sensibles.
- Validation analytique des contributions élémentaires, puis 73 cas-tests automatisés.
- Comparaison finale avec Abaqus sur un cas simple et sur le modèle industriel AGC.
Sécurité, performance, qualité
- Jonctions 1D–3D : répartition de l’injection sur une zone représentative de la section du câble.
- Diffusion dans l’épaisseur : 5–6 couches nécessaires pour retrouver le niveau de surchauffe Abaqus.
- Symétrie : contrôle des courants et potentiels, puis test sur un maillage miroir pour isoler l’artefact numérique.
- Schéma temporel : alignement du paramètre θ et raffinement pour une comparaison cohérente.
