Etude expérimentale du comportement Thermo-Hydro-Mécanique à long terme des BHP destinés aux ouvrages de stockage des déchets radioactifs

Experimental study of long-term thermo-hydro-mechanical behaviour of HPC envisioned for future storage structures of nuclear wastes

• Auteur / Autrice : Wahid Ladaoui
• Direction : Alain Sellier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Stockage

Déchets radioactifs

Béton à hautes performances

Mots clés libres

Bétons à Hautes Performances

Fibres

Comportement mécanique

Retrait

Fluage

Température

Energie d'activation

Modélisation

Résumé

La connaissance du comportement différé du béton en température est nécessaire pour appréhender le fonctionnement en service des structures soumises à la chaleur sur le long terme. Cette connaissance est notamment nécessaire pour l'étude de faisabilité des futurs ouvrages de stockage de déchets radioactifs. L'objectif principal de notre étude est la quantification expérimentale et l'amélioration de la compréhension des phénomènes à l'origine des déformations différées dans la gamme de température 20°-50°-80°C. Quatre types de Bétons à Hautes Performances dont deux fibrés autoplaçants ont été choisis pour l'étude. La campagne expérimentale inclut des tests sur plusieurs mois de fluage à 20°C, 50°C et 80°C, en condition endogène ou en dessiccation. Les éprouvettes ont préalablement été stockées dans deux conditions de cure différentes : saturée ou endogène. Les résultats montrent une influence de la composition du béton, de la présence des fibres et du mode de conservation sur le phénomène d'amplification du fluage avec la température. Les amplitudes de fluage augmentent dans un ordre de grandeur de 2 à 3 pour le passage de 20 à 50°C. Cette amplification peut atteindre un rapport supérieur à 5 pour le passage de 20 à 80°C. La modélisation de certains des résultats des essais de fluage en température du béton est ensuite abordée, permettant notamment de quantifier l'énergie d'activation du fluage et de proposer des explications aux divers phénomènes sous-jacents mis en évidence lors des essais, en particulier le couplage entre le fluage et le retrait aux diverses températures.

The knowledge of the delayed behaviour of concrete at moderate temperature is necessary to understand the serviceability of structures under long term heating. It is in particular necessary for the feasibility study of future storage structures for Intermediate Level Long-Life Nuclear Wastes repository. The main objective of our study is an experimental quantification and a better understanding of the phenomena leading to the delayed deformations in the range of 20°C-50°C-80°C. Four types of High Performances Concretes with two Self Compacting mixes with fibres have been chosen. The experimental campaign includes tests during several months at 20°C-50°C-80°C, under autogenous and desiccation conditions. The samples were firstly stored under two curing types : saturated and autogenous. The results show the influence of concrete mixes, the fibres, and storage conditions on the amplification phenomenon of creep with temperature. The creep amplitudes are increased in a range between 2 to 3 with a temperature increase from 20°C up to 50°C. This increase can reach a value superior to 5 from 20°C to 80°C. The modelling of some creep results in temperature is presented, allowing to quantify the activation energy of creep and to propose some explanations to the various phenomena revealed during the tests, in particular the coupling between the creep and shrinkage at the various temperatures.