Propriétés mécaniques et durée de vie de bétons réfractaires

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Les résultats présentés dans les chapitres précédents proviennent d’essais effectués sur des éprouvettes de laboratoire. Le but de cette étude étant aussi de trouver une solution applicable sur site où le principal problème est l’environnement, le chapitre suivant présente un essai dans un milieu pseudo-industriel. Cet essai a pour but de vérifier la faisabilité de la mesure d’émission acoustique (EA) par le biais de guides d’ondes coulés dans le matériau (ancres), sur un réfractaire soumis à un environnement proche des conditions industrielles. Notamment pour différencier le bruit de l’EA créée par le matériau. Le réfractaire est porté à 900°C puis soumis à une soufflerie (T=20°C) à différents débits pour créer un choc thermique. Les capteurs d’EA sont placés aux extrémités des guides d’ondes refroidis par des boîtes à eau. Le matériau utilisé est le béton A. I. Phase de montée en température jusqu’à 900°C. Dans les centrales LFC, la cuisson s’effectue pendant la première montée en température. Le but de cet essai est de voir si l’on peut s’affranchir du bruit du four pendant la montée en température et si le matériau s’endommage pendant la cuisson. La Figure 112 représente le nombre de salves cumulées et le nombre de coups cumulés ainsi que la température en fonction du temps pendant la phase de montée en température. Le réfractaire est donc cru au début de l’essai et cuit à la fin de celui-ci. Le seuil d’acquisition est fixé à 60 dB pour pouvoir s’affranchir du bruit créé par le four. Ce seuil est déterminé en mesurant l’EA pendant que le four est en marche et avant endommagement du matériau. Le seuil est augmenté progressivement jusqu'à ne plus détecter d’EA. La vitesse de montée en température est constante jusqu’au point A. Durant cette partie la progression de l’EA est approximativement linéaire, associée à la microfissuration dans le matériau ainsi qu’à l’endommagement causé par la différence de coefficient de dilatation entre les guides d’ondes et le matériau. La vitesse de montée en température est augmentée une première fois au point A puis une seconde fois au point B. On observe dans chaque cas une augmentation de l’EA associée à une augmentation de l’endommagement. On observe ensuite une stabilisation de l’activité acoustique quand la température atteint son maximum. On n’a plus alors d’endommagement du fait de l’uniformisation de la température dans l’éprouvette et de la disparition des contraintes thermiques. L’évolution du nombre de salves cumulées en fonction de la température est représentée Figure 113. On observe trois zones d’évolution de l’EA : une première jusqu’à 470°C environ où l’EA est faible, puis une augmentation de l’EA due aux contraintes thermiques dans le matériau, et une troisième zone où l’EA diminue pour atteindre un palier. On ne retrouve pas les deux « sauts » dans la courbe d’EA quand la vitesse de montée en température a été augmentée. Ceci prouve que l’on s’est affranchi du bruit du four pendant la montée en température et que l’EA que l’on enregistre provient bien de l’éprouvette. Dans la deuxième zone, la plupart des hydrates sont détruits et l’augmentation de l’endommagement dans le matériau peut s’expliquer par la différence de coefficient de dilatation entre la matrice et les granulats. - 122 -
1200 60000 1200 Température (°C) 1000 800 600 400 Température Nombre de salves cumulées Nombre de coups cumulés A B 50000 40000 30000 20000 Nombre de coups cumulés 1000 800 600 400 Nombre de salves cumulées 200 10000 200 0 0 500 1000 1500 2000 2500 Temps (min) 0 0 Figure 112: Température mesurée à la surface de l'échantillon, nombre de coups cumulés et nombre de salves cumulées, en fonction du temps. 1200 1000 Nombre de salves cumulées 800 600 400 B A 200 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Température (°C) Figure 113: Nombre de salves cumulées en fonction de la température pendant la phase de montée en température - 123 -
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