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Mécanismes de transports dans la fissuration des matériaux hétérogènes : application à la durée de vie d'exploitation des centrales nucléaires


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​Lionel Bichet a soutenu sa thèse le 30 janvier 2017 à l'Université de Montpellier.

Type de document > *Mémoire/HDR/Thèse

Mots clés >

Unité de recherche > IRSN/PSN-RES/SEMIA/LPTM

Auteurs > BICHET Lionel

Date de publication > 30/01/2017

Résumé

Les propriétés du béton constituant les enceintes de confinement des centrales électro-nucléaires évoluent sous les effets de mécanismes de vieillissement résultant notamment de transferts couplés de chaleur et de masse au sein du matériau. Ces phénomènes peuvent être modélisés par des équations de transports moyennées : lois de Fick pour le transport d'espèce en solution et lois de Fourier pour la description de la diffusion thermique. Dans cette étude, les développements concernent la diffusion de la thermique dans un milieu hétérogène fissuré représentant un matériau cimentaire dégradé chimiquement.

Le problème thermo-mécanique est traitée à l'aide d'une approche multi-corps reliés par des lois d'interactions enrichies (zones cohésives). La diffusion thermique est écrite dans le formalisme cohésif-volumique en prenant en compte le couplage entre un état d'endommagement local de la zone cohésive et une conductivité homogénéisée.

Afin d'optimiser les coûts de calculs, une étude est menée sur la dimension d'un volume élémentaire représentatif (VER). Pour cela, la méthode d'eigenerosion est étendue à la fissuration de milieux hétérogènes puis appliquée aux milieux cimentaires.

La propagation de fissures sous chargement thermique est ensuite analysée dans des VERs de béton dégradés représentatifs des enceintes de confinement des centrales nu- cléaires après plusieurs années. Le vieillissement est modélisé par un taux de pré-dégradations initial entre le mortier et les granulats. Le développement de multi-fissures est relié au taux de pré-dégradations et la formation de "barrières" à la diffusion de la thermique est mise en évidence.