Utilisation des composites a matrice ceramique sic f/sic comme materiau de structure de composants internes du tore d'un reacteur a fusion

par Giacomo Aiello

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de René-Jean Gibert.

Soutenue en 2001

à Evry-Val d'Essonne .


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  • Résumé

    La surete des futurs reacteurs de puissance a fusion thermo-nucleaire devra vraisemblablement passer par l'utilisation de materiaux de structure ayant une faible activation sous irradiation neutronique. Les composites a matrice ceramique sic f/sic pourraient representer la solution recherchee, car ils associent des caracteristiques de faible activation a d'excellentes proprietes mecaniques a haute temperature. Dans le but principal d'evaluer les limites des composites actuels, un concept de couverture tritigene utilisant le sic f/sic comme materiau de structure (la couverture tauro) a ete developpe au commissariat a l'energie atomique (cea) au cours de ces dernieres annees. L'objectif de cette these a ete d'adapter les outils de conception disponibles (codes de calcul, regles de dimensionnement), normalement utilises pour les analyses de structures metalliques, aux proprietes mecaniques du sic f/sic. Apres l'amelioration prealable du schema de calcul, deux themes d'etude principaux ont pu etre identifies : la modelisation du comportement mecanique du composite et la definition de criteres de dimensionnement appropries. Les differents modeles de comportement disponibles dans la litterature ont ete examines afin de determiner celui qui s'adaptait le mieux aux problematiques rencontrees dans le domaine de la fusion. Le modele choisi a ensuite ete introduit dans le code aux elements finis castem 2000 utilise au cea pour les analyses de la couverture tauro. Pour le dimensionnement de la couverture, nous avons propose un nouveau critere de resistance dont l'avantage principal, par rapport aux autres criteres examines, reside dans la simplicite d'identification. Les solutions proposees ont ensuite ete appliquees aux etudes de dimensionnement de la couverture tauro. Nous avons alors pu montrer que l'utilisation de methodologies de calcul specifiques est necessaire pour parvenir a un dimensionnement correct de la couverture et a une estimation plus realiste des limites des composites actuels. Ces resultats peuvent d'ailleurs etre etendus a tout composant nucleaire utilisant des structures en sic f/sic

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Informations

  • Détails : 261 p.
  • Annexes : 115 ref.

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