Mesure de la puissance d'usure d'un tube de générateur de vapeur de réacteur nucléaire en interaction avec une barre anti-vibration

mon pre."Moi qui ai cent ans, je sais de quoi je parle."-Oscar-Tir de Oscar et la dame en rose par Eric-Emmanuel Schmitt.iv REMERCIEMENTS Ce mmoire est le dnouement de deux ans de travail au sein de la chaire de recherche en interaction fluide-structure de l'cole Polytechnique de Montral.Mon apprentissage fut des plus enrichissants, tant d'un point de vue scientifique, professionnel que social.J'adresse d'abord mes remerciements ma directrice de recherche, Annie Ross, pour sa grande disponibilit superviser mon projet, pour son aide m'orienter vers les droits chemins, pour sa minutie du travail ralis avec soin, et plus particulirement, pour sa personne entire, qui est une source d'inspiration incroyable.Annie, merci pour cette nergie, qui donne envie de repousser ses limites et d'atteindre l'inatteignable.Je remercie galement mon co-directeur, Michel J. Pettigrew, pour la transmission de ses connaissances, pour ses recommandations et conseils judicieux, et pour sa mticulosit scientifique.L'avancement de la recherche en interaction fluide-structure n'aurait pu tre aussi fructifiant sans la prsence d'un tel pionnier.Je remercie la chaire industrielle CRSNG/EACL/BWC qui a rendu possible la faisabilit de ce projet grce sa contribution matrielle et financire.J'apprcie particulirement l'intrt port mes travaux de recherche par le personnel du laboratoire d'nergie Atomique du Canada Limite de Chalk River.Merci tous mes collgues de bureau qui ont contribu cette atmosphre d'entraide et de camaraderie au sein du laboratoire.Merci Thierry Lafrance pour ses comptences techniques en conception et pour la mise en relation avec les fournisseurs.Un grand merci aussi Bndict Besner pour son aide prcieuse en instrumentation et avec le logiciel d'acquisition de donnes.Je souhaite galement une mirifique future carrire aux deux tudiants qui ont particip au projet, Richard Bazelais-Beauchamp et Frdric Bergeron, sans qui la progression des travaux n'auraient pas t aussi efficace tant en conception, en prise de mesures, qu'en programmation.Vous ferez sans aucun doute d'excellents ingnieurs.Finalement, j'aimerais remercier ma famille, mes amis, mon homme, pour m'avoir soutenu moralement avec comprhension et patience durant ces deux annes.Mais surtout, merci pour tous ces petits bonheurs, qui me font raliser quel point tout cela ne serait possible sans votre prsence dans ma vie.v RSUM L'usure par frottement des tubes de gnrateur de vapeur est une problmatique importante dans l'industrie de la production d'nergie nuclaire.Sous l'action des forces induites par un coulement diphasique transverse, les tubes en U vibrent et se heurtent contre leurs supports.Des barres anti-vibration (AVB) supportent les tubes dans leur section coude pour prvenir les vibrations d'amplitude trop leve.Un jeu minimal entre les tubes et les AVB est fix afin de permettre l'expansion thermique des tubes et de prvenir les dommages provenant de l'usure par frottement.Cependant, des jeux plus larges sont souvent observs dans les gnrateurs de vapeur en service.Cela a pour effet d'augmenter les forces d'impact et le frottement.L'augmentation de l'usure par frottement entrane la perforation prmature des tubes, pouvant parfois rsulter en l'arrt complet du racteur nuclaire et en des cots de maintenance importants.Afin de prdire la dure de vie des tubes de gnrateur de vapeur, la puissance d'usure par frottement est le paramtre utilis.L'usure par frottement dpend des matriaux utiliss dans la fabrication des tubes et des AVB, des conditions d'opration l'intrieur du gnrateur de vapeur ainsi que de l'interaction dynamique entre les tubes et les AVB.L'objectif de ce projet est d'tudier exprimentalement le comportement vibratoire d'un tube en interaction avec une barre AVB. l'aide d'un banc d'essais, qui reproduit la configuration tube/support rencontre dans les gnrateurs de vapeur de racteurs nuclaires, la rponse vibratoire du systme et la puissance d'usure par frottement sont mesures en termes de dplacement du tube et de force de contact avec l'AVB.Ce montage exprimental a t conu dans le cadre d'un projet de recherche antrieur, mais ncessite cependant une rvision complte afin d'amliorer la prcision des rsultats.Ce projet est subdivis en quatre tapes, soit : a) l'amlioration du montage et de la procdure exprimentale, b) la prise de mesures de la force de contact entre le tube et l'AVB ainsi que du dplacement du tube, c) l'laboration d'un traitement de signal adquat pour le calcul de la puissance d'usure et d) l'exploitation et l'interprtation des rsultats.Pour faciliter la modlisation du problme, un tube droit d'une longueur de 2 traves simplement support ses deux extrmits, ainsi qu'un segment de barre AVB situ au centre du tube sont utiliss.Le montage est instrument de capteurs de forces et de capteurs laser de temprature et la pression environnantes, ainsi que la longueur d'une trave, restent encore tre analyses.Quelques recommandations sont d'ailleurs voques dans le but de faire progresser l'avancement de la recherche dans le domaine.

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