Study of the concrete tensile creep : application for the containment vessel of the nuclear power plants (PWR)

Etude du fluage des bétons en traction. Application aux enceintes de confinement des centrales nucléaires à eau sous pression.

Nanthilde Reviron (1, 2)

1 LMT - Laboratoire de Mécanique et Technologie
2 IRSN/DSR/SAMS - Service d'analyse des matériels et des structures

The aim of this work is to study experimentally and to conduct numerical simulations on the creep of concrete subjected to tensile stresses. The main purpose is to predict the behaviour of containment vessels of nuclear power plants (PWR) in the case of decennial test or accident. In order to satisfy to these industrial needs, it is necessary to characterize the behaviour of concrete under uniaxial tension. Thus, an important experimental study of tensile creep in concrete has been performed for different loading levels (50%, 70% and 90% of the tensile strength). In these tests, load was kept constant during 3 days. Several tests were performed: measurements of elastic properties and strength (in tension and in compression), monitoring of drying, shrinkage, basic creep and drying creep strains. Moreover, compressive creep tests were also performed and showed a difference with tensile creep. Furthermore, decrease of tensile strength and failure under tensile creep for large loading levels were observed. A numerical model has been proposed and developed in Cast3m finite element code.

Les objectifs de la thèse sont d'étudier expérimentalement et d'effectuer des simulations numériques du comportement différé du béton. La principale application concerne la prédiction du comportement des enceintes de confinement de centrales nucléaires (REP) dans le cas des épreuves décennales et accidentelles. Afin de répondre à ces besoins industriels, il est nécessaire de caractériser le comportement du béton en traction uniaxiale. Ainsi, une importante étude expérimentale du fluage en traction sur des bétons âgés de 90 jours, chargés pendant trois jours (durée des épreuves décennales) a été menée pour différents niveaux de contrainte (50 à 90 % de la résistance). Plusieurs essais ont été réalisés : mesure des propriétés élastiques, des résistances en compression et en traction directe, suivi du séchage, du retrait, du fluage propre et du fluage de dessiccation en traction directe. Des essais en compression ont permis de mettre en évidence une différence importante entre le fluage en compression et en traction. De plus, une diminution de la résistance en traction après les essais en dessiccation a été observée, ainsi qu'une rupture prématurée pour des niveaux de chargement importants lors du fluage en traction. Un modèle numérique a été proposé et développé dans le code de calcul aux éléments finis Cast3m.

Mots clés: concrete; direct tensile creep; drying; shrinkage

Mots clés: béton; fluage en traction directe; séchage; retrait

Domaines: Matériaux

Nanthilde Reviron. Etude du fluage des bétons en traction. Application aux enceintes de confinement des centrales nucléaires à eau sous pression.. Matériaux. École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2009. Français. ⟨NNT : 2009DENSA006⟩. ⟨tel-00457486⟩