Effets des couplages thermo-hydro-mécaniques sur le comportement différé du béton précontraint
Résumé
Le projet ANR MACENA (MAitrise du Confinement d'une ENceinte en Accident) concerne l'étude du comportement de l'enceinte interne en béton précontraint d'une centrale nucléaire dans le cas d'un accident sévère. Ces conditions se caractérisent par une pression interne de 5 bars et une température pouvant atteindre 180°C durant deux semaines. L'augmentation des déformations, notamment différées, qui en résulte peut engendrer des pertes de précontrainte significatives et des redistributions de contraintes susceptibles d'induire une fissuration préjudiciable à la capacité de maintien du confinement vis-à-vis de la dispersion potentielle de radionucléides. Pour être capable de modéliser le comportement mécanique du béton précontraint de l'enceinte en phase accidentelle, et de disposer d'outils prédictifs fiables, des données expérimentales sont nécessaires. Peu d'investigations ont été menées sur le comportement mécanique du matériau béton dans de telles conditions thermo-hydro-mécaniques. Les rares résultats disponibles de la bibliographie mettent néanmoins en évidence des effets non négligeables de la température, des contraintes hydriques et mécaniques, sur les déformations du matériau, ainsi que de forts couplages. Cette étude a pour principal objectif de fournir des données originales afin d'alimenter et d'améliorer les modèles existants. Le programme expérimental réalisé est constitué de trois types d'essais de fluage : en compression uniaxiale à deux taux de chargement, modéré et intense, en flexion quatre points sur béton non armé, et en flexion quatre points sur poutres d'échelle réduite en béton précontraint par post-tension. Pour chaque type d'expérimentation, plusieurs configurations thermiques, hydriques et mécaniques sont étudiées dans le cadre du projet. Les résultats présentés concernent la plage de température 20°C-40°C et les conditions de conservation en endogène ou en séchage à 50%HR. Ils permettent d'estimer la perte de précontrainte due aux effets couplés des déformations différées du béton et de la relaxation des aciers de précontrainte, et d'évaluer le comportement structural d'éléments de petite dimension. La base de données issue des différents programmes d'essais de l'ensemble de ce projet de recherche contribue à améliorer la compréhension des effets couplés du séchage, de la température et de l'endommagement, et à affiner leurs prises en compte dans la modélisation en vue de la prédiction du comportement du béton précontraint en conditions accidentelles de l'enceinte.
Domaines
Mécanique [physics]
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