Étude du comportement mécanique d'un combustible granulaire soumis à des sollicitations d'origine thermique dans un propulseur thermo-nucléaire spatial

par Annie Duchesne

Thèse de doctorat en Mécanique des sols

Sous la direction de Pierre-Yves Hicher.


  • Résumé

    Le cadre de cette thèse est un projet de réacteur nucléaire spatial dans lequel le fluide propulsif circule à travers un lit de billes fissiles au contact direct desquelles il s’échauffe. L’objectif de ce mémoire est de proposer un modèle pour évaluer le comportement mécanique du combustible granulaire dans son environnement, soumis à des sollicitations d’origine thermique lors du fonctionnement du réacteur. Ce modèle doit intégrer les caractéristiques des billes et être modifiable à mesure que la connaissance du système sera plus précise. Des relations théoriques, issues de raisonnements d’homogénéisation, sont d’abord présentées : elles permettent d’approcher les modules élastiques du lit de billes à partir des caractéristiques des billes et la densité du lit. Le comportement plastique est identifié grâce aux résultats disponibles en mécanique des sols. L’unicité du comportement en sollicitations d’origine thermique (dilatation) ou mécanique étant établie, un cadre purement mécanique est choisi pour l’étude expérimentale. Cette étude expérimentale consiste à appliquer les techniques de caractérisation des sols (essais triaxial et œdométriques) à quatre types de matériaux granulaires à grains arrondis. Elle permet de juger de la validité des relations théoriques. Le frottement entre ces matériaux et des parois de rugosités différentes est étudié. Les observations expérimentales conduisent au choix de modèles de comportement adaptés au lit de billes combustibles et à ses interfaces avec les autres éléments du réacteur. Les paramètres de ces modèles sont liés aux caractéristiques des billes et des parois : leur valeur est validée par le calage des résultats de calculs effectués au moyen d’un code de calculs par éléments finis, sur les résultats expérimentaux


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Informations

  • Détails : 1 vol. (361 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 353-361

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 59638
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