Effondrement de réfrigérant atmosphérique de grande taille

Mots clés : réfrigérant à coque hyperbolique, simulation numérique, effondrement, modélisation tridimensionnelle du sous-sol, spectre d’accélération du sol, sécurité nucléaire.

Enjeux et objectifs 

Avec l’avènement des centrales nucléaires de nouvelle génération, les dimensions des ouvrages sont en augmentation constante. Les tours de refroidissement à tirage naturel, un des plus grands ouvrages des centrales, atteignent des hauteurs dépassant les 200 mètres et leur encombrement devient un facteur critique pour leur implantation sur site. Cela est d’autant plus critique pour les centrales nucléaires, soumises aux dispositions particulières de sécurité. En effet, par sa hauteur, la tour de refroidissement devient un équipement pouvant créer un risque important en cas d’effondrement, soit par impact direct, soit par génération d’une onde de choc non négligeable.

Notre bureau d’études a collaboré avec un de ses plus anciens partenaires dans le cadre de l’étude de l’accélération du sol induite par l’effondrement de tour. L’objectif a été d’évaluer le spectre d’accélération de l’onde de choc au niveau de l’îlot nucléaire, situé à 300 mètres de l’ouvrage.

Nos équipes ont participées aux études menées dans le cadre de l’évaluation technique du plus grand réfrigérant mondial.

Cette analyse avait pour objectifs de :

Ξ Quantifier l’onde de choc résultant de l’effondrement de la tour de refroidissement.

Ξ Comparer les spectres d’accélération obtenus avec le spectre de réponse de référence des bâtiments soumis aux critères de sécurité nucléaire.

Ξ Valider l’implantation de la tour, en particulier la distance la séparant des bâtiments critiques ou, le cas échéant d’imposer une distance de sécurité.

Avec la collaboration efficace de nos équipes, plusieurs analyses dynamiques non-linéaires, nécessitant d’importantes ressources informatiques, ont été menées en utilisant la méthode des éléments finis et un solveur explicite. Ces simulations ont eu pour objectif de déterminer numériquement les amplitudes maximales des ondes de choc générées par l’effondrement de la tour.

Prestations CIMES 

Ξ Modélisation tridimensionnel du sous-sol hétérogène à partir des coupes géologiques du site

Ξ Définition de loi non-linaire spécifique pour le béton armé couplée à une loi de rupture

Ξ Simulation de l’effondrement de la tour et des piliers

Ξ Qualification des diagrammes contraintes-déformations (Eurocode 2) et des spectres sismiques

Ξ Etudes de deux scénarii d’effondrement

Ξ Modélisation et mise en données de données géométriques et matériaux complexes (dimensions du domaine, conditions de « non-réflexion, …)