Stage - modélisation et analyse thermomécanique de structures steel-concrete ayant fonction de liner

1. Sujet de stage

Les constructions en steel concrete voient leur intérêt augmenter dans le cadre de la construction d’éléments modulaires, notamment dans le domaine nucléaire. Ce type de construction ne fait pas encore l’objet de réglementation bien stabilisée en Europe et certains aspects ne sont pas encore abordés. Une des applications les plus prometteuses du steel concrete, en dehors de la construction modulaire qu’il permet, est l’utilisation du steel concrete dans la conception et la construction des ouvrages contenant des liners : ces peaux métalliques assurent une fonction d’étanchéité dans des ouvrages sensibles (piscines de stockage de combustible, enceinte de réacteur, etc). L’objectif est d’assurer aux tôles du steel concrete une double fonction de structure et d’étanchéité, permettant ainsi des gains significatifs en termes de matériaux et de planning de construction.

Nos recherches nous ont permis de justifier le comportement du steel concrete-liner en découplant les fonctions structurelles et d’étanchéité au travers de deux modèles aux éléments finis séparés. L’objectif de ce stage est de valider ou compléter cette approche en déployant la stratégie suivante :

* Coupler les modèles, c’est-à-dire modéliser le béton en éléments volumiques, les ancrages des liners, les tôles du liner,

ainsi que des zones de soudure,

* Intégrer le comportement dans le temps du béton (retrait, fluage) en tenant compte des conditions d’environnement (hydrométrie, température) et son comportement non linéaire en compression-traction,

* Intégrer le comportement de l’inox, hautement non linéaire,

* Etudier finement la structure sous chargement thermique en vue de valider les approches simplifiées visant à linéariser les gradients de température et de à définir une rigidité équivalente des sections en steel concrete fissurées,

* Intégrer les chargements mécaniques s’appliquant aux parois de la piscine (poussées de l’eau, des terres, chargement des voiles) au cours de la construction et de l’exploitation de la piscine.

Ces études seront menées en parallèle de l’analyse du contexte réglementaire non encore complétement abouti sur le sujet.