Etude expérimentale et modélisation de réfractaires pour retention de corium : réactivité, fluage et endommagement sous sollicitations thermomécaniques

• Auteur / Autrice : Marielle Fritz-Chateau
• Direction : Michel Boussuge
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris, ENMP

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux réfractaires

Métaux -- Traitement thermomécanique

Résumé

Le renforcement des securites prevoit de placer un recuperateur en dessous de la cuve des reacteurs nucleaires pour prevenir toute degradation du radier en cas d'accident grave. L'objectif de notre etude est de caracteriser cette protection. De ce fait, nous avons caracterise les comportements chimiques, mecaniques et thermiques de refractaires de mullite, de magnesie et d'alumine-spinelle. Ce dernier est un beton qui tend a se consolider avec la temperature ; ses proprietes mecaniques sont fortement dependantes de l'etat de ses liaisons. Des essais de corrosion statique ont permis d'evaluer la resistance des refractaires face a des attaques de corium liquide. La mullite, seul materiau ayant reagi, a ete reduite par le corium synthetique. Le comportement mecanique des deux refractaires retenus a ete caracterise en flexion. Les resultats montrent l'influence de la consolidation de l'alumine-spinelle sur son comportement. Le comportement en fluage de ces deux refractaires a ete modelise par une loi d'ecrouissage cinematique avec restauration. Des essais de choc thermique, realises avec un four solaire, nous ont permis de solliciter les refractaires dans des conditions proches de l'accident. Les materiaux qui atteignent leur point de fusion en surface, sont le siege d'une fissuration en sous couche. L'identification du flux de chaleur par elements finis, a conduit a la construction d'un flux type pour la magnesie, et a la prise en compte des changements dont l'alumine-spinelle est le siege en cours de chauffage. Le calcul par elements finis en elasticite lineaire, des contraintes thermiques induites par le choc thermique sur les deux types d'eprouvettes, montre que l'endommagement a lieu des les basses temperatures en sous couche. En considerant un modele d'endommagement dissymetrique, active au-dela de la contrainte a rupture du materiau, nous obtenons des resultats realistes, tant en termes de contraintes que de localisation de la zone endommagée.