Influence d'une couche de zircone sur le comportement mécanique des tubes en zircaloy-4

par Laurence Robert-Berat

Thèse de doctorat en Physique des matériaux

Sous la direction de Claude Prioul.

Soutenue en 2001

à Clermond-Ferrand 2 .


  • Résumé

    Au cœur des Réacteurs à Eau sous Pression, la gaine en Zircaloy-4 est soumise à la corrosion : une couche d'oxyde externe et une couche d'oxyde interne se forment. Celles-ci sont susceptibles d'influencer le comportement des tubes pendant leur séjour en réacteur et pendant leur entreposage. Le but de cette étude est donc de contribuer à la compréhension du comportement mécanique des tubes oxydés. Des essais mécaniques sont effectués sur des tubes de gainage et tubes guides en traction et pression interne. Ils mettent en évidence un effet différent de l'oxyde sous ces deux types de sollicitation. En traction, la couche de zircone entraîne un important renfort. En pression interne, elle entraîne soit un faible renfort, soit un affaiblissement. La fissuration de la couche d'oxyde est caractérisée et quantifiée par des observations au MEB en fin d'essais. Ces observations mettent en évidence la nécessité d'une modélisation du comportement prenant en compte l'endommagement par fissuration de la couche. Un modèle aux éléments finis est donc présenté pour un tube recouvert de deux couches de zircone (interne et externe) non fissurées puis fissurées. Pour expliquer cette différence de comportement suivant le type de sollicitation appliquée, l'hypothèse d'un effet de type " structure " est proposée. La présence des couches d'oxyde fissurées entraîne des contraintes circonférentielles dans le Zircaloy qui favorisent un renfort en traction uni-axiale, malgré la fissuration de la couche d'oxyde. Alors qu'en pression interne, la présence de l'oxyde entraîne des contraintes axiales dans le Zircaloy qui s'opposent à la diminution des déformations circonférentielles, limitant ainsi l'effet de renfort qui est alors nettement plus faible qu'en traction. L'influence de l'oxyde sur les contraintes s'exerçant sur le Zircaloy est donc à l'origine de cette différence de comportement en traction et pression interne.


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Informations

  • Détails : 150 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury

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  • Bibliothèque : CentraleSupélec. bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : D9 62787
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