Le Programme expérimental

L. Granger, Thèse de Doctorat

Chapitre II :

nombre des centrales sélectionnées à 6. Pour les deux sites qui restaient donc à choisir, le choix s'est naturellement porté sur les centrales de Chooz et de Penîy,

Nous avons rassemblé sur le tableau 1 certaines informations intéressantes sur les différents sites. Enfin, la composition des différents bétons est donnée sur le tableau 2.

Tableau 1 : Caractéristiques constructives des sites sélectionnés.

Centrales Flamanville F L A l FLA 2 Paluel PALI PAL 2 PAL 3 PAL 4 Chooz CHZ1 CHZ2 Peidy PENI PEN 2 Civaux CBll CBHP

Situation Normandie

H ft

Normandie

»

n ti

Ardennes

Normandie

n tt

Poitou

If

Palier P4

P4

N4

P'4

N4

Début pré- contrainte 8/1982 7/1983 10/1980

3/1981 3/1982 5/1983 8/1987 4/1989 3/1986 1/1988 7/1992 1994

Fin pré- contrainte

4/1983 3/1984 9/1981 2/1982 3/1983 4/1984 3/1988 2/1990 6/1987 12/1988 encours en préparation

Essai pré- opérationel

4/1984 2/1985 12/1981

7/1982 5/1984 5/1985 1/1989 8/1990 6/1987 6/1989

Tableau 2 : Composition des bétons étudiés en kg pour 1 roA

Caractéristiques G : 12.5/D g : 5/12,5 si : 0/0.8 s2:0.1/5 s3:0/5 Filer Ptketty F. S.

Ciment Eau BV40

Rhéobulld 1000 Pozzollîh 100)0?

Piasîiment HP type de ciment Origine D max (mm) type de granula!

Concassé/roulé e/c

s/c

Chooz 840 290 - 450 300 - - 350

190 . - - - CPA55

Orlgny 20 calcaire noir

C 0,543 0X100

Penly 682 330 - - 702

50 - 350 202 1,15 - - - CPAHPPM

St Vigor 25 slllco-calcalfe

0,577 se

0X00

Ramanvile 700 340 170 485 140 - - 375 180 15

- - - CPAHPPM

St Vigor 25 granite

C 0/480 0£C0

Paluel 700 348 - - 722

50 - 375

180 1,56 - - - CPA HP PM

St Vigor 25 sillcc-calcaire

0480 se

0X00

Civaux B l l 784 316 - - 772

- - 350 195 - - - 1.225 CPJ55 AJRVAULT

25 calcaire jaune

C 0,557 0,000

Civaux BHP 815 318 - - 782

57 403

266 161 - 9XM 0,94

- CPJ55 AJRVAULT

25 calcaire jaune

C 0,605 0.152

On peut considérer que le chantier de génie civil commence environ 2 ans avant le début de la mise en précontrainte. La date de l'essai pré-opérationnel marque l'achèvement de la construction du bâtiment réacteur.

1.2 Principe de la démarche expérimentale

Le programme d'essais engagé peut être scindé en deux axes de recherche complémentaires : 1. Des essais sur béton directement centrés sur la prévision des déformations dans la

structure, us comprennent :

a. Des essais mécaniques et des essais de fluage sur carottes ( 0 9 cm) de béton, prélevées, il y a 3 ans, au niveau du fût de l'enceinte externe. Par sa provenance, ce type de béton joue le rôle de matériau de référence par rapport au béton de l'enceinte. Cependant, nous le verrons par la suite, la conservation des éprouvettes n'a pas été parfaitement assurée et l'âge de chargement, fonction de l'âge de la centrale, est différent pour toutes les éprouvettes ;

b. Des essais mécaniques de caractérisation et de comportement différé sur béton reconstitué en laboratoire, chargé à 12 MPa à 28 jours ; la dessiccation ne commençant qu'à partir de 28 jours pour les essais à 50 % HR. Des mesures de pertes en poids et de gammadensimétrie complètent directement l'étude des déformations différées ;

2. Des essais mécaniques et des essais de nuage sur matrice cimentaire et sur granuláis directement axés sur la modélisation du comportement différé à l'échelle de la matrice et visant une compréhension plus fine des paramètres de formulation (volume de matrice, rapports eau/ciment (e/c), süice/ciment (s/c), présence ou non de fillers). En effet, nous ne cherchons pas seulement à retrouver les déformations différées de la structure ; nous souhaitons comprendre, au travers de la formulation des différents bétons, les écarts constatés dans leur comportement différé. Connaissant les propriétés rhéologiques des constituants, nous tenterons de "remonter" aux propriétés du béton par des méthodes d'homogénéisation.

Notons enfin que la reconstitution en laboratoire est une nécessité de manière à réaliser des essais propres dans lesquels on connaît bien les méthodes de conservation des éprouvettes et qui serviront à caler les différents paramètres des modèles numériques que nous présenterons par la suite.

13 Etude similaire

Dans ce paragraphe, nous souhaitons principalement mentionner un article de Bazant et ai. de 1975 (Bazant, 1975) : " Creep and shrinkage in reactor containment shells" et qui constitue l'un des seuls articles que nous ayons trouvé dans la littérature traitant le même sujet que le nôtre. La méthode présentée, avant-gardiste sur bien des points pour l'époque, reste aujourd'hui encore très intéressante.

1. La structure est divisée en 5 tranches d'égale épaisseur pour le calcul du séchage et du fluage. On ne dispose pas encore à l'époque de codes par éléments finis bien adaptés pour traiter ce type de problème.

2. L' "age adjusted effective modulus method" (Bazant, 1972b) est la "loi de comportement"

utilisée pour le calcul du fluage (en réalité ce n'en est pas vraiment une ; c'est plutôt, comme son nom l'indique, une méthode de calcul d'ingénieur) et des redistributions de contrainte au sein du mur. Notons pour finir que cette méthode n'a pas fait l'objet d'une validation expérimentale très fournie.

3. La fissuration est négligée compte tenu du niveau de précontrainte.

4. L'étude est réalisée pour une hygrométrie extérieure de 50 % HR car on ne dispose pas d'essais réalisés à des hygrométries de 60 % HR (humidité réelle moyenne in situ) et l'on ne sait pas réaliser les corrections ad hoc.

5. Le calcul de l'humidité moyenne dans chaque tranche est réalisé au moyen d'abaque résultant d'un calcul en diffusion non linéaire.

6. Seul un test expérimental de retrait a été réalisé pour caler les développements théoriques sur le béton particulier du bâtiment réacteur étudié. A chaque fois, l'auteur utilise pour les applications numériques les résultats expérimentaux (peu nombreux à l'époque) issus de la littérature, et qu'il réutilise pour son étude ; en particulier des essais de retrait et des essais de fluage à 100 % et à 50 % d'hygrométrie.

7. Le plus surprenant est la façon dont le retrait de dessiccation est traité. Au lieu d'utiliser les courbes d'hygrométrie en fonction du temps pour chacune des couches, l'auteur propose une autre approche. Il essaie de rattacher la courbe de retrait de chaque couche à la courbe de retrait d'une éprouvette de 6 inchs de diamètre1 soumise à une hygrométrie extérieure équivalente heq constante. Une explication pseudo-physique est présentée pour calculer ces hygrométries équivalentes.

8. Le coefficient de fluage de chaque couche en fonction de l'humidité est calculé de la façon suivante :

^(t,t0) = (|)5O%(t,t0)(l,5-heq) (II-l)

où 4>(t,t0) est le coefficient de fluage total d'une éprouvette soumise à une humidité extérieure heq. Le fluage total est donc deux fois plus important que le fluage à 100 % HR. Chaque tranche du mur est ainsi traitée séparément.

9. L'effet de la température est négligé.

Les résultats des calculs réalisés sont présentés et sont très acceptables vu les connaissances de l'époque. Nous verrons cependant par la suite que les hypothèses faites sur les déformations différées sont relativement dépassées maintenant.

1 Diamètre classique pour les éprouvettes à cette époque.

1.4 Méthodologie de validation de la modélisation

La démarche de validation est une démarche en cascade : la validité des bétons reconstitués en laboratoire est assurée par comparaison avec la base de donnée des bétons réalisés à l'époque de la construction ; les essais sur bétons reconstitués en laboratoire pourront directement être comparés aux résultats issus des techniques d'homogénéisation. Enfin, la prévision des déformations différées pourra être directement confrontée aux mesures in situ.