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Enhancing Nuclear Safety


Research

Theses in progress

Design and qualification of US NDE for detection of concrete swelling pathologies


Host laboratory: ​Environment and Chemistry Experimental Research Laboratory (L2EC)

Beginning of the thesis: October 2016

Student name: Florian OUVRIER-BUFFET


Subject description (in French)

Le projet national ODOBA, coordonné par l'IRSN, a pour objectif de suivre dans le temps deux pathologies qui pourraient affecter les bétons d'enceintes et les radiers des centrales : la Réaction Sulfatique Interne (RSI) et la Réaction Alcali Granulat (RAG). Leurs suivis et caractérisations par contrôles non-destructifs n'ont été abordés que récemment, dans le domaine des barrages notamment. La combinaison de l'acoustique linéaire et non-linéaire permettrait la détection de ces phénomènes. Les méthodes de mesure existent mais nécessitent néanmoins des développements pour la partie non-linéaire, notamment en vue d'une application in situ.

Le premier objectif de la thèse est de détecter le plus précocement possible l'existence des pathologies dans des massifs de béton. Après avoir été détectées, le second objectif est d'en caractériser l'étendue dans la profondeur, ce qui est un des enjeux principaux du fait de la forte atténuation du signal dans le béton.

Les essais porteront sur trois échelles, croissantes en échelle et en complexité :
  • De petites éprouvettes (type 7 x 7 x 28 cm) permettront de s'assurer de la détection précoce des pathologies et d'étalonner les différentes techniques, ce qui constituera une première étape de faisabilité.
  • Des éprouvettes de dimensions intermédiaires (type 50 x 50 x 50 cm) permettront une première étape de transposition à l'échelle site, avec une atténuation et des gradients plus importants.
  • Enfin les blocs du projet ODOBA, d'épaisseur analogue à une enceinte de centrale (2 x 1 x 4 m), permettront le développement de l'instrumentation destinée à une utilisation sur site. Les blocs subiront des prélèvements pour Essais Destructifs, afin de confirmer l'évolution des pathologies en fonction de la profondeur.

La cinétique des pathologies de gonflement étudiées ici est lente lors de son initiation, puis augmente rapidement à partir d'un seuil. Pour le suivi il est proposé de développer une surveillance permanente du béton par Emission Acoustique (Monitoring) ainsi qu'une surveillance régulière par Acoustique Non-Linéaire afin de détecter les premiers signes de formation des gels gonflants et des fissures liées.

Ces informations permettront d'initier une seconde phase de positionnement et de dimensionnement de l'endommagement par tomographie ultrasonore linéaire et non-linéaire.

En parallèle au développement des END, une attention particulière sera apportée à la représentativité des procédés de vieillissement accéléré.


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