Brevet FR2533960A1 — publié le 19840406

La présente invention se rapporte a une structure de protection du plancher d'une enceinte de béton destinée à recevoir un fluide susceptible d'être porté à haute température tel que du sodium liquide ou. un hydrocarbure. Une enceinte de ce type peut servir notamment à réaliser des essais de feux d'un volume important. (plusieurs dizaines de tonne %Y de sodium, de p'étro Ie ou. de tout fluide comparable De façon plus courante, une telle enceinte peut simplement constituer une enceinte de rétention de sodium liquide, par exemple sur le site d'une centrale nucléaire à neutrons rapides. Dans une telle enceinte, il est souhaitable de pouvoir disposer d'une protection thermique du béton de l'enceinte. De plus, la structure de protection doit 4 tre étanche, de façon à éviter que le fluide contenu dans l'enceinte ne pénètre dans le béton En particulier,. lorsque l'enceinte contient du sodium à une température supérieure à 2000 C, l'interaction directe entre *le sodium et le béton conduirait, dans un premier-temps, à une réaction du sodium avec l'eau contenoedans le béton entraînant la production d'hydrogène et de soude et, dans un deuxième temps, à une infiltration du sodium dans le béton à une vitesse de 50 à 70 mm par heure, l'hydrogène pouvant alors réagir avec l'oxygène de l'air et provoquer une détonation dont l'onde de choc entraînerait du sodium pulvérisé. Il est également souhaitable de pouvoir dis- poser d'une structure de protection dont le plancher soit aussi plan que possible, et cette planéité doit être maintenue quelle que soit la température du fluide, c'est-à-dire indépendamment de la dilatation différentielle de la structure et de l'enceinte de B 7674 3 GP béton Ces caractéristiques permettent à la fois d'évi- ter la formation de fissures dans la structure de pro- tection et d'éviter qu'apparaissent des points chauds résultant d'un contact ponctuel très localisé Dans certaines applications, il peut aussi être nécessaire de disposer d'une structure dont le plancher soit par- faitement plan, afin de permettre la réalisation de manutentions sur coussin d'air avant le-remplissage de l'enceinte. Enfin, on souhaite pouvoir disposer d'une structure de protection qui soit d'un coût relativement bas et qui puisse être facilement réparée A cet effet, la fabrication de la structure de protection devra de préférence pouvoir être réalisée sur place à l'inté rieur même de l'enceinte devant contenir le fluide. La présente invention a précisément pour objet une structure de protection d'une enceinte de béton répondant à toutes les exigences qui viennent d'être mentionnées. A cet effet, il est proposé conformément à l'invention, une structure de protection du plancher et des parois d'une enceinte de béton devant contenir un fluide à haute température, caractérisée en ce-qu'elle comprend une couche poreuse recouvrant le plancher de béton de l'enceinte, une ossature de supportage en pro- filés entrecroisés selon un maillage régulier, reposant sur la couche poreuse, un garnissage remplissant les alvéoles définis entre les profilés et une peau métal- lique étanche reposant sur l'ossature de supportage et constituée par des plaques minces fixées sur les profi- lés et assemblées par des soudures disposées selon les axes des profilés, ladite peau métallique présentant une remontée périphérique le long des parois de l'en- ceinte, cette remontée périphérique définissant un bord libre situé audessus du niveau maximum de fluide dans l'enceinte. B 7674 3 GP Dans une telle structure, la peau métallique peut être parfaitement étanche et plane et sa fabrica- tion ainsi que sa réparation éventuelle peuvent tre réalisées sans difficulté, à l'intérieur même de l'en- ceinte De plus, la configuration de l'ossature de sup- portage et de la couche poreuse au moyen desquelles la peau métallique repose sur le plancher de, l'enceinte est telle que cette peau est libre de se dilater ou de se contracter par rapport au béton de l'enceinte sans perdre sa planéité La présence de l'ossature de sup- -portage et de la couche poreuse permet en outre d'assu- rer la protection thermique du béton de l'enceinte vis- à-vis du fluide qu'elle contient. De préférence, le garnissage entre les prof i- lés comprend des dalles en béton remplissant les alvéo- * les et des joints souples formés entre les dalles et les profilés et servant à la fois de joints de dilata- tion, et de structure de drainage de leau désorbée par- les faces chaudes des dalles. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, les moyens par lesquels les plaques sont fixées sur les profilés sont aptes à se rompre sous l'effet d'une dilatation différentielle entre les pla- ques et les profilés sans destruction de l'étanchéité. Conformément à une caractéristique secon- daire de l'invention, la structure comprend de plus une virole dont un bord est fixé sur les parois de l'en- ceinte, ladite virole coiffant le bord libre de la remontée périphérique de la peau métallique Afin d'a- méliorer encore la planéité de la peau métallique, des platines pour calage de niveau peuvent être disposées sous les profilés. Pour permettre l'évacuation de l'eau désor- bée par les faces chaudes des dalles en béton remplis- B 7674 3 GP sant les alvéoles définis entre les profilés de l'ossa- ture de supportage, le plancher de béton de l'enceinte peut comporter des drains. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation particulier de l'in- vention en se référant aux dessins annexés dans les- quels: la figure I est une vue en coupe transver- sale de la partie inférieure d'une enceinte de béton comportant une structure de protection réalisée confor- mément aux enseignements de la présente invention, et la figure 2 est une vue de dessus partielle éclatée montrant la disposition des plaques dont l'as- semblage par soudure forme la peau métallique de la structure de protection, ainsi que l'ossature de sup- portage constituée de profilés entrecroisés formant un maillage carré. Sur la figure l, on a représenté la partie inférieure d'une enceinte ou caisson 10 en béton com- portant un plancher horizontal 12 et des parois verti- cales 14. Conformément à l'inventiôn, le plancher 12 et la partie inférieure des parois 14 sont recouverts d'une structure de protection 16 à l'intérieur de. laquelle doit être reçu un fluide susceptible d'être porté à haute température tel que du sodium liquide ou un hydrocarbure. En partant du plancher de béton-12 de l'en- ceinte, la structure de protection 16 comprend tout d'abord une couche poreuse horizontale 18 servant de support et autorisant les mouvements de dilatation du reste de la structure 16 Cette couche poreuse 18 peut notamment être constituée par un lit de sable sec recouvrant le plancher de béton 12. La structure de protection 16 comprend, de i 7674 3 GP plus, au-dessus de la couche poreuse 18, une ossature de supportage 20 constituée, comme l'illustre notamment la figure 2, par des profilés 22 a et 22 b entrecroisés selon un maillage régulier et reposant sur la couche poreuse 18. Dans le mode de réalisation représenté, les profilés sont disposés selon deux directions perpendi- culaires 22 a et 22 b pour former un réseau à mailles carrées Les profilés peuvent présenter soit une sec- tion en forme de U renversé (comme on l'a représenté à plus grande échelle sur la figure 1) soit une section en forme de I& et ils sont soudés entre eux de façon à conférer une certaine rigidité à la structure de sup- portage 22. Les alvéoles formes entre les profilés entre- croisés 22 a et 22 b de l'ossature de supportage sont remplis par un garnissage alvéolaire comprenant princi- palement des dalles en béton 24 dont l'épaisseur est pratiquement identique à celles des profilés 22 et qui remplissent la quasi totalité des alvéoles définis entre ces derniers Ce garnissage comprend de plus des joints souples 26 constitués par des plaques d'un maté- riau souple et éventuellement destructible par la cha- leur, tel que du polyuréthane ou du polystyrène expansé, disposées entre les dalles 24 et les profilés 22 Les joints 26 ont pour fonctions de servir de joints de dilatation entre les profilés et les dalles en béton et de permettre l'écoulement de l'eau désorbée par la face chaude des dalles en béton 24 vers la cou- che poreuse 18. Afin que les profilés entrecroisés 22 a et 22 b soient sensiblement au même niveau, on prévoit de pré- férence, comme on l'a représenté sur la figure 1, de disposer les profilés sur des plaques ou tôles métal- liques constituant des platines pour calage de B 7674 3 GP niveau 27. Enfin, la structure de protection selon l'in- vention comprend une peau métallique étanche 28 repo- sant sur l'ossature de supportage 20 et sur les dalles en béton 24. Comme l'illustre plus particulièrement la figure 2, la peau métallique 28 est constituée par des plaques métalliques planes 30, par, exemple de forme rectangulaire qui sont disposées en quinconce et assem- blées par des soudures 32 disposées selon les axes des profilés De façon plus précise, la largeur des plaques peut être égale à la distance séparant les axes de deux profilés parallèles successifs 22 a de l'ossature de supportage 20, la longueur des plaques 30 étant dou- ble de leur largeur. Bien entendu, cette disposition n'est donnée qu'à titre d'exemple, et des plaques carrées ou présen- tant d'autres proportions pourraient être utilisées. Dans tous les cas, la disposition des plaques 30 sur l'ossature du supportage 20 est telle que chaque bord de plaque 30 se trouve sur l'axe d'un profilé support 22. Afin de permettre leur assemblage étanche au moyen des soudures 32, les plaques 30 sont positionnées bord à bord de façon jointive et présentent sur leurs bords des chanfreins qui sont tournés vers le haut en considérant la figure 1. Afin d'assurer la planéité de la peau métal- lique étanche 28 en dépit des déformations provoquées généralement par l'échauffement local des plaques min- ces lors de leur soudure, ces plaques 30 sont fixées sur les profilés 22 avant la réalisation des soudures 32 Cette fixation peut notamment être obtenue au moyen de points de soudure 33 répartis de façon régulière à la périphérie et sur la surface des plaques 30 en re- B 7674 3 GP gard des profilés 22. Les moyens de fixation sur les profilés 22 présentent une résistance limitée, de façon à,pouvoir se rompre sous l'effet d'une dilatation différentielle entre la peau étanche 28 et l'ossature de supportage Il est ainsi possible de maintenir une bonne pla- néitê de la peau métallique 28, même lorsque des varia- tions de température importantes du fluide contenu dans l'enceinte conduisent à de fortes dilatation de la structure. En plus de la partie recouvrant le plancher de béton 12 de l'enceinte, la structure de protection 16 selon l'invention comprend une remontée périphérique 34 de la peau métallique 28 le long des parois vertica- les 14 de l'enceinte Cette remontée périphérique 34 est disposée à une certaine distance des parois 14, de façon à permettre la dilatation de la structure de pro- tection 16 Le bord libre 36 de la remontée périphérique 34 est situé audessus du niveau maximum du fluide dans l'enceinte 10 Le centrage de la peau métallique 28 est réalisé au moyen d'une t 8 le 38 fixée sur les parois 14 de l'enceinte par tous moyens appropriés tels que des goujons 40, cette t 8 le coiffant le bord libre 36 de la remontée périphérique de la peau métallique. Comme on l'a mentionné précédemment, la cha- leur dégagée par le fluide à haute température contenu dans l'enceinte de béton 10 conduit à une désorption d'eau par la face chaude des dalles en béton 24 Si aucun moyen n'était prévu pour évacuer cette eau, celle-ci pourrait entraîner une surpression et faire éclater la peau métallique 28 Afin de supprimer ce risque, les joints isolants 26 ont notamment pour fonc- tion de permettre l'évacuation de l'eau désorbée par les faces chaudes des dalles 24 Pour la m'me raison, B 7674 3 GP la couche poreuse 18 doit également permettre d'absor- ber l'eau provenant des dalles en béton 24 par les joints 26 En outre, le plancher de béton 12 peut éga- lement être muni sur sa face supérieure de drains 42 permettant d'évacuer l'eau ainsi collectée. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit titre d'exemple, mais en couvre, toutes les variantes En par - ticulier, on comprendra que le maillage des profilés constituant l'ossature de supportage peut être diffé- rent du maillage carré représenté sur la figure 2 et que les plaques constituant la peau métallique étanche peuvent être-d'une forme différente de la forme rectan- gulaire représentée sur la figure 2. B 7674 3 GP REVENDICATIONS 1 Structure de protection du plancher ( 12) d'une enceinte de béton ( 10) devant contenir un fluide à haute température, caractérisée en ce qu'elle com- prend une couche poreuses ( 18) recouvrant le plancher de béton de l'enceinte, une ossature de supportage ( 20) en profilés ( 22 a, 22 b) entrecroisés selon un maillage ré- gulier, reposant sur la couche poreuses un garnissage ( 24, 26) remplissant les alvéoles définis entre les profilés, et une peau métallique étanche ( 28) reposant sur l'ossature de supportage et constituée par des pla- ques ( 30) fixées sur les profilés et assemblées par des soudures ( 32) disposées selon les axes des profilés, ladite peau métallique présentant une remontée périphé- rique ( 34) le long des parois de l'enceinte, cette remontéé périphérique définissant un bord libre ( 36) situé au-dessus du niveau maximum de fluide dans l'en- ceinte. 2 Structure selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce que ledit garnissage comprend des dal- les en béton ( 24) remplissant les alvéoles et des joints souples ( 26) formés entre les dalles et les pro- filés. 3 Structure selon l'une quelconque des re- vendications 1 et 2, caractérisée en ce que les plaques ( 30) sont fixées sur les profilés ( 22 a, 22 b) par des moyens de fixation ( 33) aptes à se rompre sous l'effet d'une dilatation différentielle entre les plaques et les profilés. 4 Structure selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus une t 8 le ( 38) dont un bord est fixé sur les parois ( 14) de l'enceinte, ladite tale coiffant le bord libre ( 36) de la remontée périphérique de la peau métallique. B 7674 3 GP - Structure selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 4, caractérisée en ce que des platines ( 27) pour calage de niveau sont disposées sous les pro- filés ( 22 a, 22 b). 6 Structure selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 5, caractérisée en ce que la couche poreuse ( 18) est constituée par un lit de sable sec. 7 Structure selon I'une quelconque des re- vendications 1 à 6, caractérisée en ce que le plancher de béton ( 12) comporte des drains ( 42) sur sa face su- périeure. B 7674 3 GP