Oui, Monsieur Bidouille, le célèbre Youtubeur et vulgarisateur technique, est revenu à la R&D sur le site d'EDF Lab les Renardières. Son objectif ? Comprendre tout ce qu'on fait sur le béton. Et il n'a pas été déçu ! Au programme : la maquette VERCORS, le laboratoire Génie Civil et le laboratoire Microscopie. Suivez-nous !
Si sa précédente visite concernait le Laboratoire des Matériels Électriques, où il a pu découvrir nos travaux sur la très haute tension, les court-circuits, le vieillissement des câbles, en conditions normale et extrêmes (vidéo que vous pouvez retrouver ici), cette fois-ci, Monsieur Bidouille est venu visiter le département de recherche Matériaux et Mécanique des composants.
Au programme : la connaissance du béton, de son vieillissement et le rôle de l’enceinte de confinement des centrales.
Petit retour en photos sur la visite.
Étape 1 : La maquette VERCORS,
22m de hauteur, 20m de diamètre et 5000 tonnes...
La maquette VERCORS est une réplique à l’échelle 1/3 de l'enceinte en béton double paroi d'un bâtiment réacteur. Cette enceinte est vide. En effet, ce moyen d'essais sert uniquement à étudier les phénomènes de vieillissement des enceintes en béton. Sur cette maquette, ce sont ne pas moins de 700 capteurs noyés dans le béton et 2 km de fibre optique qui y sont installés. L'objectif ? Vérifier la robustesse des ouvrages en béton dans le temps grâce à un vieillissement accéléré ! Et oui, du fait de sa taille, cette maquette « vieillit » en effet neuf fois plus vite qu’un bâtiment réacteur réel, ce qui permet donc d’appréhender en accéléré le comportement du béton de l’enceinte après plusieurs dizaines d’années de fonctionnement.
Chaque année, la maquette est soumise à une épreuve en pression à l’instar des épreuves réalisées sur le parc tous les dix ans. Les enseignements qui en sont tirés permettent de caler précisément les opérations de maintenance à réaliser sur le parc contribuant ainsi à l’optimisation de la planification des grands chantiers du programme Grand Carénage
Étape 2 : Le laboratoire Génie Civil, pour tout savoir sur le fluage
Pour une meilleure stratégie de maintenance des enceintes et des aéroréfrigérants des centrales nucléaires, les équipes du laboratoire Génie Civil des Renardières étudient l’évolution et le vieillissement des matériaux du génie civil.
Le laboratoire Génie Civil est composé de 10 salles d’essais allant de la fabrication et préparation des éprouvettes aux essais de fluage, de résistance mécanique, de détermination des propriétés hydriques des matériaux par séchage, de calorimétrie, de détermination de porosité à l’eau sur les éprouvettes. Il a pour mission de caractériser expérimentalement les propriétés mécaniques, chimiques et de diffusion des bétons, de leurs constituants et des géo-matériaux (argilite) en vue d’alimenter les études.
Les essais du laboratoire Génie Civil permettent d’améliorer la compréhension de l’évolution et du vieillissement des matériaux du génie civil. Les résultats contribuent au développement de modèles numériques multi-échelles permettant de simuler les lois de comportements des matériaux, dont le béton.
Étape 3 : Le laboratoire Microscopie, les matériaux à l'échelle de l'atome
Au laboratoire de microscopie électronique, les matériaux sont analysés jusqu’à l’échelle de l’atome (1 million de fois plus petit qu’un cheveu) afin de comprendre et maitriser les mécanismes de vieillissement. Cinq microscopes électroniques aux spécificités complémentaires y sont présents.
Les microscopes électroniques en transmission (respectivement TITAN et Osiris) permettent d’analyser finement les matériaux des composants jusqu’à l’échelle de l’atome. Les microscopes électroniques à balayage (Dual Beam, MEB environnemental Quanta et MEB Micromécanique MIRA), quant à eux, sont des microscopes complémentaires permettant de réaliser un grand nombre d’analyses telles que déterminer la nature des oxydes formés en surface, analyser le comportement mécanique à l’échelle du micron, observer les bétons,...
Le béton est un matériau très résistant à la compression mais beaucoup moins résistant en traction. Pour améliorer le comportement du béton en traction, on ajoute des barres d’acier (car l’acier résiste bien à la traction) : il devient du béton armé, un matériau performant.
Pour que le béton résiste à des tractions encore plus importantes, on le précontraint : au moyen de câbles tendus noyés dans le béton, on lui applique un effort de compression. Il faut déjà compenser toute la compression avant que le béton ne ressente la traction. On augmente ainsi sa résistance aux efforts de traction.
C'est la déformation lente et retardée d’un matériau (béton, polymère, bois, etc) soumis à une contrainte constante (traction ou compression). Cette déformation continue au cours du temps pendant la durée d'application de la contrainte. Autrement dit, lorsqu’on applique une charge sur un matériau (dit visqueux), il se déforme instantanément (s’allonge ou se raccourcit), puis au cours du temps, il continue de se déformer lentement.