Evolution de la perméabilité du béton : influence de la température, du chargement mécanique et du fluide percolant

• Auteur / Autrice : Corentin Aubernon
• Direction : Ahmed Loukili
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur, Géosciences, Architecture (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche en Génie Civil et Mécanique (Nantes)
• Jury : Président / Présidente : Abdelkarim Ait-Mokhtar
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Abdelhafid Khelidj, Georges Nahas
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Frédéric Skoczylas, Myriam Carcassès

Mots clés

Mots clés contrôlés

Vapeur d'eau

Perméabilité

Béton

Mots clés libres

Béton

Couplage thermo-hydro-dynamique

Perméabilité

Vapeur d'eau

Résumé

L’étude de l’étanchéité des enceintes de confinement des centrales nucléaires (1300 et 1450 MWe) est un enjeu majeur pour assurer la sécurité de la population. Lors d’un accident de type APRP (Accident par Perte de Réfrigérant Primaire), l’enceinte interne est soumise à une pression de 5 bars, 141°C de température et une humidité relative proche de 100%. Dans ces conditions extrêmes, elle doit rester étanche. Pour assurer cette protection, il est nécessaire d’étudier le matériau qui compose ces enceintes de confinement : le béton. Aujourd’hui, de nombreuses études permettent de caractériser la perméabilité du béton sec en utilisant l’azote comme fluide percolant, avec un chargement mécanique de compression et jusqu’à 150°C. Cependant, nous connaissons mal l’évolution de la perméabilité à l’azote du béton à différentes teneurs en eau couplé à un chargement mécanique. De Plus, le gaz utilisé pour la mesure de la perméabilité n’est pas de la vapeur d’eau contrairement aux conditions accidentelles précédemment décrites. Afin de nous rapprocher des conditions d’accident, nous mesurons la perméabilité à l’azote d’éprouvettes cylindriques creuses 11*22 en béton à différentes teneurs en eau soumises à la compression à température ambiante. Ensuite, nous avons conçu un banc expérimental permettant de soumettre des éprouvettes cylindriques en béton à un couplage thermo-hydro-mécanique en injectant différents mélanges azote-vapeur d’eau à pression contrôlée et en mesurant les débits de fuite en azote et en vapeur. Ces essais sont effectués sous chargement mécanique de compression en phase pré et post-pic.

The study of sealing containment vessels of nuclear power station (1300 and 1450 MWe) is a major challenge to ensure the safety of the population. During a Accident with Loss Of Coolant, the containment is subjected to a pressure of 5 bar, 141 ° C temperature and relative humidity close to 100%. Under these extreme conditions, it should remain sealed. To ensure this protection, it is necessary to study the material that makes up these containments: concrete. Today, many studies are used to characterize the permeability of concrete using dry nitrogen as fluid percolating with mechanical loading (compression) up to 150 ° C. However, we know little about the evolution of the nitrogen permeability of concrete with different water contents coupled with mechanical loading. More, the gas used for the measurement of permeability is not steam as accident conditions described above. To be closer to accident conditions, we measure the nitrogen permeability of hollow cylindrical tubes 11 * 22 made of concrete with different percentages of water subjected to compression at ambient temperature. Then we designed an experimental bench to submit concrete cylindrical specimens coupling thermo-hydro-mechanical mixtures by injecting different nitrogen and water vapor, controlled pressure and measuring leakage rates in nitrogen and steam. These tests are performed under mechanical loading compression in pre and post-peak.