Effet de hautes températures (20-600°C) sur le béton : cas particulier du béton a hautes performances

par Albert Noumowe

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Pierre Clastres.


  • Résumé

    Le but de cette recherche est d'examiner le comportement de deux bétons (ordinaire et à hautes performances) ayant subi des températures élevées jusqu'à 600 °C. Une synthèse des résultats disponibles sur le béton ordinaire et les bétons à hautes performances portés à une haute température est exposée. L'intérêt du béton à hautes performances dans les centrales nucléaires est souligné. L'étude expérimentale a porté sur deux bétons mis en place sur le site nucléaire de CIVAUX. Les propriétés mécaniques résiduelles des deux bétons en fonction de la température sont mesurées et discutées: résistances en compression, en traction par fendage, en traction directe, modules élastiques en compression. Les transferts thermo-hydriques dans les bétons au cours du chauffage sont mesurées: gradients thermiques, départs d'eau libre et d'eau déliée. La microstructure des bétons exposés à une haute température est examinée par porosimétrie au mercure. La stabilité thermique des deux bétons est étudiée en fonction de la vitesse de chauffage, de la taille des éprouvettes et de l'âge du béton. Une modélisation du champ de température, d'une part, des contraintes d'origine thermique et des pressions de vapeur d'eau d'autre part a été obtenue soit analytiquement soit numériquement par utilisation de logiciels d'éléments finis. Les résultats de cette modélisation, associés aux constatations expérimentales, nous permettent d'avancer une explication physique du phénomène d'instabilité de certains bétons vers 300°C.

  • Titre traduit

    = High temperatures effect (20-600°C) on concrete : Particular case of high performance concrete


  • Résumé

    First of all, a general review on concretes at high temperatures is presented. The advantage of high performance concretes in nuclear power plants is underlined. The experimental investigation is carried out on two concretes (ordinary and high performance) made on the CIVAUX power plant. Cylindrical and specimens there heated to different temperatures. Measurements of temperature distributions in the concrete during heating showed high temperature differences between the center and the surface of the specimens. Eight measurements during heating up to 600°C were suitable for gathering information on micro structural changes. This permitted quantifying the specimen water loss. After a heating/cooling cycle at each target temperature, decreases were recorded in the residual compressive strength, tensile strength and modulus of elasticity. Three factors that influence concrete spalling at high temperature are investigated : heating rate, specimen dimensions and concrete age. An elastic thermal stresses analysis was conducted both analytically, and numerically by means of finite elements codes. Analysis of pore pressures in the heated concrete specimens necessitate also a numerical approach. Furthermore, the theoretical results and experimental findings showed main parameters for the understanding of the violent explosion which took place in some high performance concrete specimens the thermal gradient, the moisture content and the tensile strength.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (232 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(1830)
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