Comportements métallurqigue et mécanique des matériaux de gainage du combustible rep oxydes à haute température

par Anthony Stern

Thèse de doctorat en Sciences et génie des matériaux

Sous la direction de André Pineau.

Soutenue en 2007

à Paris, ENMP .

  • Titre traduit

    Metallurgical and mechanical behaviours of pwr fuel cladding tube oxidised at high temperature


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  • Résumé

    Les alliages de zirconium ont été choisis pour la fabrication des gaines de combustible des REP. Etant données les conditions sévères d’utilisation de ces matériaux, il est indispensable de les qualifier afin de respecter les critères de sûreté en vigueur. Il s’agit d’étudier la tenue mécanique de ces matériaux dans les conditions nominales, mais aussi en conditions accidentelles. Lors de certains scenarii accidentels hypothétiques, la gaine peut subir une incursion à haute température (HT) en atmosphère de vapeur d’eau, puis un refroidissement et une trempe à l’eau. L’oxydation accélérée de la gaine qui s’ensuit et les évolutions métallurgiques associées conduisent à une dégradation des propriétés mécaniques résiduelles qu’il faut évaluer. C’est à partir de cette problématique que le sujet d’étude a été défini. Du fait de la diffusion importante de l’oxygène dans le substrat pendant l’oxydation HT, les tubes de gaine se caractérisent par la présence de différentes phases dans l’épaisseur aux caractéristiques mécaniques bien différentes. Afin de rendre compte du comportement mécanique résiduel de ces objets « multi-couches », le travail de thèse a consisté à obtenir des échantillons représentatifs des différentes phases du matériau « réel ». Nous avons alors étudié la transformation de phases au refroidissement dont nous avons proposé un mécanisme phénoménologique. Puis, les mêmes matériaux ont fait l’objet de caractérisations mécaniques à différentes températures et teneurs en oxygène. Cette caractérisation mécanique nous a servi à initier des calculs par éléments finis pour retranscrire le comportement de la gaine lors d’essais de compression d’anneaux.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (242 p.)
  • Annexes : Bibliographie 131 réf.

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