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11 mai
11/05/2020 14:00

Sciences & Société

Soutenance de thèse en visioconférence : Thomas JAILIN

Étude expérimentale et modélisation du comportement d’un tube de gainage lors d’un accident de réactivité en phase post-crise ébullition.

Doctorant : Thomas JAILIN

Laboratoire INSA : LaMCoS

Ecole doctorale :  ED162 : Mécanique, Énergétique, Génie Civil, Acoustique (MEGA)

Cette thèse porte sur le comportement du tube de gainage en Zircaloy-4 en conditions représentatives de la phase post-DNB d’un accident de réactivité (RIA). Ces conditions peuvent se résumer à une élévation brutale de la température de la gaine, alors que celle-ci est intérieurement pressurisée, suivie de son ballonnement à haute température.
La transformation de phase du Zircaloy-4 a tout d’abord été étudiée par dilatométrie pour des vitesses de chauffe comprises entre 50 et 2000°C/s. Une attention particulière a été portée aux moyens de mesures thermiques, délicats à mettre en place sous transitoires rapides. Les résultats ont permis de caractériser un modèle de changement de phase valide de l’équilibre thermique jusqu’à des vitesses de 2000°C/s.
Dans un deuxième temps, la plateforme d’essai thermomécanique ELLIE de l’INSA Lyon a été adaptée de façon à pouvoir simuler les conditions de chargement d’un post-DNB. Des essais de fluage en ballonnement ont été réalisés avec des vitesses de chauffe de 1200°C/s. Le domaine de température étudié s’entend de 840 à 1020°C avec des pressions internes de 7 et 11 bar. Les champs de déplacements et de températures sont mesurés en surface de l’éprouvette, par stéréo-corrélation d’images numériques et thermographie proche infrarouge, à l’aide des deux mêmes caméras. Les essais ont mis en évidence un comportement au fluage complexe, qui semble étroitement lié à la proportion de phase dans le Zircaloy-4. Un fort impact de la vitesse de chauffe sur la tenue mécanique de la gaine a également été observé. Enfin, une loi de fluage, couplée à la fraction de phase, a été identifiée par la méthode de recalage par éléments finis (FEMU), et permet de représenter le comportement de la gaine pendant les 10 premières secondes des essais sur l’ensemble des conditions testées. Une ouverture, qui vise à prendre en compte l’influence de la taille des grains sur le fluage, est finalement proposée en vue de modéliser les essais sur un temps supérieur à 10 secondes.