Lors d'un accident grave tel qu'un scénario LOCA pour les enceintes de confinement des centrales nucléaire, les contraintes thermo-hygro-mécaniques peuvent conduire à l'apparition de fissures. Le taux de fuite global d'une structure en béton fortement renforcé et précontraint est alors régi par la combinaison de différentes perméabilités de béton qui sont fortement dépendantes de l'état mécanique et hydrique.

Avant l'apparition d'une fissure localisée, les phénomènes de transport sont gouvernés par le réseau poreux du matériau cimentaire et son degré de saturation. Les déformations de fluage liées à l'augmentation de la pression et de la température dans le confinement pendant un accident grave affecteront la structure poreuse du matériau et engendreront des microfissures, augmentant ainsi le taux de fuite. De plus, l'élévation de température (supérieure à 140°C) provoque le départ d'une eau chimiquement liée aux hydrates du béton [1], modifiant également son réseau poreux (et son comportement mécanique) et augmentant la perméabilité au gaz du béton d'un facteur 3 environ lorsque la température atteint 700 ° C [2]. En plus des changements dans les propriétés intrinsèques de la pâte de ciment, des micro-fissures peuvent être générées par l'interaction entre agrégats et pâte de ciment car ces deux composants ont des comportements mécanique et thermique différents [3]. Par conséquent, les micro-fissures doivent être prises en compte dans l'estimation de la perméabilité intrinsèque.

Lorsqu'une macro-fissure apparaît en raison de la coalescence des fissures, elle devient un canal préférentiel pour le fluide et une majeure partie du taux de fuite à lieu à travers cette macro-fissure. Outre la prédiction du débit dans les cas susmentionnés, une des difficultés réside dans la prédiction de l'évolution du taux de fuite lors de la transition entre ces deux cas.

La campagne expérimentale proposée permet de déterminer l'influence de contraintes thermomécaniques différées sur la perméabilité du béton. L'influence du fluage (pour différentes charges mécaniques) ainsi que l'influence d'un chargement thermique sur l'évolution de la perméabilité du béton sont étudiés. Les essais thermiques et de fluage sont réalisés dans différents groupe de travail du projet MaCEnA. La présente contribution vise à étudier la perméabilité des échantillons qui ont subi des dommages thermomécaniques différés sous de sollicitations de traction et de compression grâce à un dispositif de mesure de perméabilité intrinsèque qui a été développé, construit et validé pour cette étude. Ce dispositif présente la particularité de pouvoir faire des mesures selon deux directions mettant ainsi en évidence une perte d'isotropie de la perméabilité lors d'un chargement thermomécanique.

REFERENCES

[1] Baroghel-Bouny V. (1994), Caractérisation des pâtes de ciment et des bétons ; méthodes, analyse, interprétations, Edition du Laboratoire Central des Ponts et Chausées, Paris.

[2] Zeiml M., Lackner R., Leithner D., Eberhardsteiner J (2008), Identification of residual gas-transport properties of concrete subjected to high temperatures. Cement and Concrete Research 38, 699–716.

[3] U. Schneider and H.J. Herbst. Permeabilitaet und Porositaet von Beton bei hohen Temperaturen. Deutscher Ausschuss fuer Stahlbeton, pages 23–52, 1989.