Développement d’une formulation numérique unifiée de problèmes de transport multi-espèces et multi-physique dans des domaines discontinus. Application à la réaction sulfatique interne dans les matériaux cimentaires
Laboratoire d'accueil : Laboratoire de Statistique et des Méthodes Avancées (LSMA)
Date : novembre 2024
Nom du doctorant : Edouard Patrick HOSSOU
De nombreux phénomènes physiques, en lien avec les enjeux de sûreté des installations nucléaires, impliquent des phénomènes de transport complexes et couplés. On peut notamment citer, les pathologies pouvant se développer dans des structures massives en béton telles que les enceintes de confinement de réacteurs nucléaires. Parmi ces pathologies, les Réactions Sulfatiques Interne (ou « RSI ») sont engendrées par le transport en milieu aqueux d’espèces chimiques réactives (Ca2+, OH-, Al(OH) 4- , SO42-,…), au sein du béton qui est un matériau poreux discontinu. La précipitation de certains minéraux tels que l’ettringite engendre des gonflements importants et entrainent des forts gradients de contraintes locaux. A leurs tours, ces gradients de contraintes induisent le transport des espèces, à l’instar du gradient de concentration.
Le traitement des multiples couplages entre les différents moteurs du transport d’espèces (gradients de concentration et de contrainte) reste à l’heure actuelle un problème ouvert et les outils simulant rigoureusement ces derniers sont toujours à l’étude.
Afin de développer une approche numérique unifiée des problèmes de transport multi-espèces et multi-physique, la thèse se focalise sur un milieu hétérogène comprenant un domaine fluide et un domaine multiphasique poreux discontinu (inclusions, fissures), séparés par une interface. Plus particulièrement, l’étude porte sur le développement d’une formulation des différents flux de matière pouvant intervenir au sein des domaines fluide et poreux, ainsi qu’entre ces deux domaines. La modélisation sera ensuite implémentée dans le logiciel XPER de l’ASNR ce qui permettra d’effectuer des simulations numériques des réactions sulfatiques internes dans les bétons et des comparaisons aux résultats expérimentaux, en particulier avec le programme de recherche ODOBA.