Le bâtiment réacteur représente la troisième barrière de confinement dans les centrales nucléaires. Il a pour rôle de protéger l’environnement en cas d’accident hypothétique en limitant les rejets vers l’extérieur. Sa fonction est donc étroitement liée à son étanchéité. Classiquement, l’estimation du taux de fuite s’appuie sur une bonne connaissance des propriétés de transfert (comme la perméabilité) associée à une démarche de simulation chaînée (thermo-)hygro-mécanique. Si le comportement mécanique de la structure est aujourd’hui globalement maîtrisé, des progrès restent nécessaires dans la compréhension et la quantification des écoulements. C’est particulièrement le cas en présence d’hétérogénéités (fissures, nid de cailloux, reprise, armatures, câbles, etc.) qui représentent autant de situations pouvant perturber localement la perméabilité. C’est dans ce cadre que se place le sujet de thèse.
Il s’agira, en s’appuyant sur une démarche combinant essais expérimentaux et simulation, d’améliorer la représentation des écoulements en prenant en compte l’effet des hétérogénéités. Une première analyse permettra de définir un plan d’expérience qui sera ensuite mis en œuvre. Les résultats seront analysés afin de caractériser empiriquement l’influence de chaque type d’hétérogénéités testé sur les propriétés de transfert. Une approche de simulation, exploitant les résultats expérimentaux, sera ensuite développée, s’appuyant la méthode des éléments finis et discrets. Enfin, l’applicabilité de la méthode à une structure réelle sera étudiée, en rendant compte des incertitudes concernant la présence et l’impact de ces hétérogénéités (approche probabiliste).
La thèse s’appuie donc sur des outils et des méthodes expérimentaux et numériques à l’état de l’art et sera réalisée dans un contexte collaboratif riche (CEA, ASNR, EDF).