20150115_DimensionnementOuvragesBNI

14/01/2015

CENTRALES NUCLEAIRES DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES DE L’ILOT NUCLEAIRE EPR Lau aure rent nt Sa Samp mpiic (ED (E DF/ F/C CNE NEN) N) Pilote calculs GC Ilot Nucléaire

CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT 1. Prin Principes cipes généraux généraux de conception 2. Quelq Quelques ues exemples exemples

2 - Dimensionn Dimensionnement ement des ouvrages ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

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Sommaire de la partie 1 : Principes généraux de conception 1. Présentation rapide de l’EPR 2. Rappel sur la doctrine des études et la note 3. L’organisation des d’hypothèses générales

4. L’organisation des calculs





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Principales nouveautés de conception EPR "La centrale EPR en bref : un modèle de sûreté" ( www.areva.com ) ‘La centrale EPR a été conçue pour répondre à des critères de très haute sûreté. Elle résiste aux agressions externes grâce à une robuste coque en béton. béton . La double enceinte du bâtiment réacteur et un compartiment spécifique isolent le cœur en cas d’accident de fusion. La sûreté est renforcée par un quadruple système de sauvegarde redondant. redondant . Quant à l’interface l’interface homme-machine de la salle de commande, elle délivre en temps réel les informations.’

Coque avion sur les bâtiments réacteur, combustible et 2 des 4 bâtiments des auxiliaires de sauvegarde Enceinte double paroi avec peau métallique Récupérateur de corium & piscine IRWST (pour le refroidissement du cœur) dans le BR Radier commun pour les BR, BAS-BL, BK Dimensionnement Dimensionnement au séisme à 0,25g avec salle de commande sur ressorts 5 - Dimensionn Dimensionnement ement des ouvrages ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

POE, BTE

Principales nouveautés de conception EPR TA, BAN

BAS-BL Salle des machines, station de pompage, ouvrage de rejets

BK BR Diesels


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EPR

Coque avion

Stockage du combustible (neuf puis usé)

Radier Commun

Stockage d’eau dans le BR (IRWST) Récupérateur de corium

7 - Dimension Dimensionnement nement des ouvrages ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

L’installation générale des ouvrages : La meilleure protection contre les agressions externes Quels types d’agressions externes Séisme Radier commun

Chute d’avion

Séparation géométrique des ouvrages redondants Coque de protection

Safeguard Building Division 2


Access Building

Diesel Building Division 2



Diesel Building Division 4 Safeguard Building Division 1

Reactor Building


Annulus

Fuel Building

Nuclear Auxiliary Building

total protection protection by separation without protection

8 - Dimension Dimensionnement nement des ouvrages ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

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Le récupérateur de corium Renforcement de la sûreté : Prise en compte de l’accident grave dans le dimensionnement

Piscine IRWST

Aire d’étalement 9 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

Principe de stabilisation du corium – Les différents composants Son rôle est de protéger le radier en cas d’accident grave avec fusion du cœur : La rétention temporaire du corium dans le puits de cuve, l’ouverture de la trappe fusible et l'acheminement du corium accumulé dans le récupérateur via le canal de décharge, le noyage passif et la trempe du corium étalé le refroidissement et l’évacuation de la chaleur sur le long terme.

Couche de protection

Béton sacrificiel

10 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

Béton sacrificiel

Plots amortisseurs Trappe fusible Canal de décharge

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Sommaire de la partie 1 : Principes généraux de conception 1. Présentation rapide de l’EPR 2. Rappel sur la doctrine 3. L’organisation des études et la note d’hypothèses générales



Le GC doit être conforme aux exigences de sûreté Fixer les règles de dimensionnement lors de la conception : Définition des chargements à appliquer aux ouvrages (décrits dans des notes internes et publiés dans le Rapport de Sûreté) Agressions internes : accidents de dimensionnement, accident grave, inondation… Agressions externes : séisme, chute d’avion…

Critères de résistance des structures Inspirés des codes reconnus (Eurocodes, anciennement BAEL, BPEL, CM66)

Prévoir des marges au dimensionnement puis contrôler leur état durant l’exploitation de l’ouvrage : Vis-à-vis du vieillissement des tranches, Vis-à-vis d’éventuelles nouvelles conditions d’exploitation, Vis-à-vis d’incidents, En raison de l’évolution des codes et normes, notamment via une réévaluation de sûreté.

2 règlements EDF applicables au Génie civil, bientôt 3 : Pour le Parc existant : RCC-G Pour l’EPR : ETC-C Edition 2006 élaboré par EDF/SEPTEN pour Flamanville 3, Edition 2010 élaboré par l’AFCEN pour les EPR suivants

Pour les futurs réacteurs (dits « Nouveaux Modèles ») : RCC-CW (en cours de rédaction) 12 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

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Le GC dans le rapport de sûreté FA3 (chap 3.5.0) Les ouvrages de génie-civil doivent assurer une double fonction : D’une part protéger l’installation vis à vis de l’ensemble des agressions auxquelles elle peut être soumise et en particulier les agressions externes, D’autre part protéger l’environnement vis à vis de l’ensemble des situations accidentelles non éliminées et en particulier restreindre les mesures de protection prises dans les situations les plus graves.

Avec des niveaux de chargement retenus sur EPR + élevés que pour le parc en exploitation : Concernant les événements internes, le dimensionnement des ouvrages doit tenir compte d’une situation de fusion du cœur à basse pression avec des marges permettant de couvrir les incertitudes dans la connaissance de ces phénomènes, Concernant les événements externes, le dimensionnement des ouvrages doit tenir compte de chargements plus sévères qu’ils soient dus à des phénomènes naturels tels que le séisme ou les évolutions climatiques ou qu’ils soient dus à l’activité humaine tels que l’ explosion et la chute d’avion.

Les exigences de sûreté applicables au dimensionnement des ouvrages classés de sûreté et dont le code ETC-C est l a traduction technique dans le domaine du génie-civil sont identifiées et mises en œuvre au travers des étapes suivantes : Recensement des ouvrages concernés et identification des différentes composantes des ouvrages sur lesquels des exigences particulières peuvent s’appliquer (HR, HK, HL + radier & CA, HN, HD, HQ, HP, HG) Identification des différentes « conditions de dimensionnement » des ouvrages issues d’une part du fonctionnement du réacteur et d’autre part des agressions auxquelles ils sont susceptibles d’être soumis, Application des « conditions de dimensionnement » aux différentes composantes des ouvrages et identification des exigences de sûreté applicables à chacune d’elles, Déclinaison des exigences de sûreté dans le dimensionnement des ouvrages de génie-civil et dans la définition des exigences de comportement associées. 13 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

ETC-C : EPR Technical Code for Civil works Rôle : Conception et Réalisation d’ouvrages neufs Partie 1 : Conception Partie 2 : Réalisation Partie 3 : Épreuve enceinte

Élaboré maintenant par l’AFCEN (EDF, CEA, AREVA, EGIS Industries, VINCI, BOUYGUES + appuis)

Part 0 : General Part I : Design Part II : Construction Part III : Leak and Resistance tests and containment monitoring

Documents amont : Codes de construction (Eurocodes, CEB, … ) Normes européennes CCTG “Cahier des clauses techniques générales applicables aux travaux de gros oeuvre” (pour la partie 2)

Documents aval : Notes d’hypothèses générales de dimensionnement Pièces techniques des contrats de travaux (CCTP, RST…)

Commun tous projets

1 pour FA3, 1 pour les EPR à partir de UK

D’autres exigences viennent compléter le référentiel GC pour les travaux : CCTR – “Cahier des charges pour travaux de revêtement” CRT – “Fixation des supports au Génie civil”… 14 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

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ETC-C : Partie 1 : Conception Ouvrages soumis à l’ETC-C : Référentiel des exigences de sûreté

Vue schématique de l’enceinte interne EPR

Définition des actions/combinaisons d’actions : 3 groupes d’actions sont définis : Actions permanentes (Poids propre, thermique, retrait, fluage, …) Actions variables (essais, construction, climatiques, …) Actions accidentelles (séisme, chute d’avion, LOCA, …)

Actions particulières au bâtiment réacteur Pression d’essai, LOCA, Accident grave, …

Propositions de combinaisons d’actions par bâtiment

Règles générales pour la justification : Ouvrages en béton Ouvrages et pièces métallique Ancrage

Annexes (calcul sismique des bâtiments, retrait, impact avion…) 15 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

ETC-C : Partie 2 Construction et Partie 3 Essais Partie 2 (Construction) traite de l’ensemble des requis pour la réalisation : Etudes et traitement des sols Béton (Formulation & Mise en œuvre) Parement et coffrage Armatures pour le béton armé Précontrainte Peau et pièces d'étanchéité de l'enceinte Pièces noyées dans le béton Revêtement et pièces métalliques des piscines Charpente métallique + Liste des normes applicables

Partie 3 (Epreuve Enceinte) Taux de fuite et déformations admissibles Type et spécification des essais à réaliser

Vue du ferraillage et de la précontrainte de l’enceinte interne EPR FA3


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Organisation des études de l’ilot nucléaire 1 futur propriétaire exploitant (MOA): EDF/DPN ou NNB 1 maître d’œuvre (MOE) : EDF/CNEN dit niveau 1 Service Projet pour les aspects stratégiques (choix techniques majeurs, coût, planning)  les relations contractuelles 

Service Métier pour la déclinaison des choix techniques dans le respect des coûts, du planning et des exigences (sûreté, code de dimensionnement…) : la note d’hypothèses générales  la surveillance technique du niveau 2 : le programme de surveillance 

Le pilote des études : SOFINEL dit niveau 2 Décline les exigences du niveau 1 ouvrage par ouvrage Surveille techniquement le niveau 3

Ilot nucléaire EPR

Les bureaux d’études : TRACTEBEL Engineering France, EGIS Industries, SETEC, dits niveau 3 Réalisent les études 18 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

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Note d’hypothèses générales (NHG) : un pivot

(1/9)

Synthèse des exigences du MOE pour les études GC, elle décrit Les textes applicables (lois, codes, notes techniques) Les matériaux Les données de sol des sites considérés Les actions élémentaires   

Permanentes Variables Accidentelles

Les combinaisons d’actions élémentaires Les méthodes de calcul  

Cas général Interaction sol-structure

Elle concerne les ouvrages de l’ilot nucléaire : Les bâtiments (HR, HK, HL, APC-shell, HN, HD , HW, HQ, radiers) Les structures particulières

Piscine BR du N4

peau métallique de l’enceinte interne, peau inox des piscines et bâches, charpentes métalliques


NHG : Bâtiments de l’Ilot Nucléaire

(2/9)

HW, HN

HQ

HL HK HR HD 20 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

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La NHG s’appuie sur …

(3/9)

La législation (spécifique à chaque pays, notamment INB, GC…) Les rapports de sûreté (spécifique à chaque site) Les documents de doctrine (ETC-C, support, précisions) Les données d’entrée (sol, séisme…) Des spécifications techniques complémentaires

1 puisard dans le HL1

Conception des piscines, bâches & puisards Cahier des standards GC (platines, ancrages, réseau de terre, portes, siphons, étanchéité… Conception des charpentes métalliques Conception des toitures

Charpentes métalliques le long des BAS-BL (HL)

21 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR - 11/03/2011

NHG : caractéristiques des matériaux

(4/9)

Des caractéristiques ou des méthodes pour les déterminer peuvent être précisées dans la NHG, en cohérence avec les pièces techniques du contrat de réalisation) : Béton Module d’Young, propriétés thermiques Enrobage (en lien avec la classe d’exposition) Fluage & retrait (surtout pour l’enceinte précontrainte)

Acier De ferraillage passif De précontrainte Du liner de l’enceinte Du liner des piscines et bâches Des traversées Des pièces d’ancrage…

South Layer 1 Layer 2 Layer a1 Layer a2

Schématisation du sol de Hinkley Point Groundlevel

North

Layer 3 Layer b

Layer c

Sol

Layer 4 Layer 5 Layer 6

Précision du niveau de la plate-forme Des caractéristiques du sol

Layer 7


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NHG : prescriptions béton

(5/9)


NHG : actions permanentes

(6/9)

Les actions sont décrites en cohérence avec l’ETC-C et précisées le cas échéant : Poids propre des éléments structuraux (béton, acier…) Poids propre des équipements (renvoyant soit à des plans de charge élaborés par bâtiment, soit donnant des valeurs de découplage) Pression due aux fluides (eau, ventilation) Poussée des terres Niveau de la nappe phréatique Températures intérieures et extérieures (permanentes, mais différentes selon les bâtiments) Forces de précontrainte (pour l’enceinte précontrainte)

Mise en tension OL3


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NHG : actions variables

(7/9)

Les actions sont décrites en cohérence avec l’ETC-C et précisées le cas échéant : Charges appliquées pendant la construction Charges d’exploitation (renvoyant soit à des plans de charge par bâtiment, soit donnant des valeurs de découplage) : déplacement de matériels, variation selon état de tranche… Actions thermiques variables (saisonnières, selon état de tranche…) Températures variables en piscines ou bâches Pression due aux fluides (eau, ventilation) Niveau de la nappe phréatique Actions climatiques Séisme d’inspection (20% du séisme de dimensionnement) Vue du pont polaire OL3 Test des ponts (poids de la charge sur plancher + charge au pont dans la descente de charges) Epreuve enceinte


NHG : actions accidentelles

(8/9)

Les actions sont décrites en cohérence avec l’ETC-C et précisées le cas échéant : Séisme de dimensionnement Explosion externe Chute de charges Rupture d’une Tuyauterie Haute Energie Chute d’avion Inondation (externe ou interne) Températures accidentelles en piscines ou bâches Actions climatiques accidentelles Incendie Accident de Perte du Réfrigérant Primaire Accident Grave

Vue schématique de l’EPR FA3 avec sa coque-avion


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(9/9) NHG : Combinaisons d’actions & Méthodologie La note d’hypothèses générales renvoie à l’ETC-C pour les combinaisons d’actions (exemple de la version 2006 cicontre) Elle précise quelques exigences en termes de représentativité des modèles ou renvoie vers des notes dédiées





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Calculs de dimensionnement (radier commun) Niveau 1 (EDF) Niveau 2 (Sofinel) Niveau 3 (BE)

(1/2)

Note d’hypothèses générales Note d’hypothèses pour chaque bâtiment Note d’hypothèses et de méthodologie pour chaque bâtiment puis lancement des calculs :

Calcul sur le modèle d’ensemble pour prise en compte des chargements liés au sol ou à certains chargements externes (avec interaction sol-structure) Extraction des conditions aux limites pour calcul sur des modèles pour chacun des bâtiments: Radier seul Radier avec enceinte externe Radier avec enceinte interne Radier avec structures internes du HR Radier avec HL1 & 4 Radier avec HL 2-3 HL1 HK 29 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

Calculs

(2/2)

- Dimensionnement desouvrages ouvrages l’ilot nucléaire EPR - 11/03/2011 3030 - Dimensionnement des dede l’ilot nucléaire EPR

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2. Quelques exemples de dimensionnement locaux : 2.1. les ancrages d’équipements 2.1.1. Platines pré-scellées : les ancrages « standard » 2.1.2. Les ancrages spéciaux (actifs ou passifs) 2.2. La Coque Avion 2.3. Exemple d’une révision d’hypothèses en cours de projet 2.4. La Salle de Commande 31 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR


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2.1. Les ancrages des équipements

2.1.1 Platines pré-scellées : les ancrages « standard » ⇒


2.1.1. Platines pré-scellées ~ 100 000 platines pré-scellées sur l’EPR pour supporter divers matériels: • Tuyauteries • Moyens de manutention • Gaines de ventilation • Chemins de câbles • Charpentes • Certains équipements (petites pompes…) Ces platines pré-scellées permettent de supprimer une phase de travaux entre le GC et le montage (mise en place des platines post-scellées), mais compliquent le GC de 1e phase Ces platines standard sont positionnées par les installateurs dans la maquette PDMS en fonction de résistances-types de supportage 34 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

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2.1.1. Platines pré-scellées

1.5h ef

1.5hef 1 . 5 h

e f

Dimensionnement des platines établi à partir des exigences règlementaires (cf. CRT 91.C.075 Fixation des supports au génie civil) :

1 . 5 h

e f

La vérification des efforts dans les tiges Rupture de l’acier (traction et cisaillement) Arrachement du cône béton (traction et cisaillement) Éclatement du bord (traction et cisaillement) Perte d’adhérence (traction) Pression diamétrale du béton (cisaillement)

La vérification des contraintes dans la plaque d’ancrage

=> Un catalogue de platines et une feuille de calcul définissent le domaine résistant de chaque platine

Tige la plus sollicitée en traction


2.1.1. Platines pré-scellées – Catalogue Des types de platines standardisées, définies dans un catalogue avec domaine d’utilisation (plaque en S235, ronds lisses en Fe235, HA en Fe500): Tiges Platine

Dimensions plaque

P250 P300 P350 P400 P450 P500 P500Rf P700

250x250x25 300x300x25 350x350x30 400x400x35 450x450x35 500x500x25 500x500x35 700x700x35

Entraxe 200 200 300 300 200 200 200 200

Nbre et Φ 4 Φ20 4 Φ20 4 Φ20 4 Φ25 4 Φ25 9 Φ20 9 Φ25 16 Φ25

Longueur 225-325-425-525 225-325-425-525 225-325-425-525 225-325-425-525 225-325-425-525 225-325-425-525 225-325-425-525 525

Zone de soudabilité


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2.1.1. Platines pré-scellées – Rupture acier en traction N

en cisaillement V

section d'une tige d'ancrage

Vérification selon la tige la plus sollicitée :

limite d’élasticité de l’acier

V Rd = 0.75× N Rd =

As × f yk γ acier

Traction pure

Moment suivant Y

Moment suivant Y

 N M × X i M u −> y × Y i  + N Sd = S i ×  u + u −> x  I Gx I Gy  4  Section de la tige la plus sollicitée

γ acier

Vérification de l’ensemble des tiges :

Effort résistant d’une Coefficient de sécurité tige de l’acier

Effort de la tige la plus sollicitée

As × f yk

V Rd =

k 2 × As × f yk γ acier

× 0,8 × nbtiges

Effort de la tige la plus sollicitée 2

2

 V uxi   V uyi   +  + M u −> z × X i 2  ntige   ntige  ∑ X i    

V Sd = 

Inertie de la section en X et en Y


2.1.1. Platines pré-scellées – Perte d’adhérence acier-béton en traction Goujon

Barre HA (selon Eurocode 2)

N

N

l Zone de résistance Φ

section résistante de la "tête" de tige:

Effort résistant de la tige: N bd = π × Φ × l × f bd

2 A h = π( drondelle − d2tige) 4

Effort résistant de la tige: NRd

=

pk × A h γ béton

Limite d’adhérence acier-béton: 1 / 2

-aciers lisses

f bd = 0.36 ×

-aciers haute-adhérence

f ck

γ béton

f bd = 2.25

f ctk 0,05 γ béton

pk = 7.5 × f ck pour le béton fissuré 38 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

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2.1.1. Platines pré-scellées – Pression diamétrale en cisaillement V Zone concernée par des éclatements localisés

dtige

V Vue de dessus

Vue en coupe 2

Résistance du béton à la pression diamétrale des tiges d’ancrage:

V Rd = P Rd =

0,29 × d tige × f ck E cm γ V

γ v facteur partiel (eurocode 4) =1.25:

Module d’élasticité du béton (eurocode 2) Résistance caractéristique du béton en compression


2.1.1. Platines pré-scellées – Données d’entrée de l’outil de dimensionnement Environnement (bord de voile, trémie, platines adjacentes…) Utilisation d’un environnement de découplage avec une platine à 100 mm en haut et à droite un bord à 100 mm en bas et à gauche orientation du torseur afin d’obtenir le cas la plus pénalisant

Utilisation d’un environnement maquette si l’environnement de découplage ne permet pas une validation avec l’environnement de découplage Nota : seuls les bords interviennent dans les calculs d’éclatement de bord (pas les platines adjacentes)

Support : carré, rectangle ou cornière (chercher équivalence si besoin) Si position inconnue, calcul réalisé selon les cas les plus défavorables Vérifier la convention de signe sur le torseur d’effort si connu, sinon, un torseur non signé doit être testé pour obtenir le cas le plus défavorable Vérification des cas de chargement ELU normal est la sollicitation de l’équipement sur l’ancrage en service (poids propre, charge de fonctionnement, …) : Pondération par 1.5 des efforts ELU accidentel est la sollicitation de l’équipement sur l’ancrage exceptionnelle (séisme, inondation, feu, …) : Pas de pondération 40 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

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2.1.1. Platines pré-scellées – Analyse des résultats fournis par l’outil Ratio global donné par l’outil EDF : les valeurs sont inférieures à 1 = résistance de la platine vérifiée pour la configuration étudiée une ou plusieurs valeurs supérieure(s) à 1 = résistance non assurée (avec un dépassement de capacité modéré et optimisable si valeurs inférieures à 2)

Optimisation des résultats sur les ratios compris entre 1 et 2 : Utilisation du béton disponible sur la vérification des platines adjacentes Utilisation des aciers de renfort en traction et en cisaillement (vérifier les aciers disponibles déjà en place) Utilisation de bêches de renfort Utilisation du module « Réduction de cône d’arrachement lie à une réservation locale » (dans le cas d’une trémie)


2.1.1. Platines pré-scellées – Exemple


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2.1.2. Ancrages spéciaux : qu’est-ce ? 

Lien entre le support et les équipements.



2 buts : permettre de fixer les équipements et de transférer les charges au béton armé.



Design à la frontière entre 2 métiers distincts :

Component supplier

Civil Work

Mechanical engineers RCC- M or EN standards mm tolerances …/…

Civil engineers ETC-C or Eurocodes standards cm tolerances …/…

Le design des ancrages doit satisfaire les requis des 2 métiers Problématique de gestion des interfaces entre les 2 métiers


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2.1.2. Ancrages spéciaux : Principe FZ MZ Fy

MX FX

MY

Equipement Fx / Fy / Fz Mx / M y / Mz

Responsable de l’équipement

Plancher Fx Fy F Mx My zMz Découplage des efforts

Effort de traction

Tiges passives

Tiges actives

Effort de cisaillement

Bêches


2.1.2. Principe de l’ancrage passif Bêche Platine

Ancrages passifs

Environ 500 équipements sont à ancrer sur l’EPR pour l’îlot nucléaire (hors circuit primaire).


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2.1.2. Principe de l’ancrage actif 

Ancrage actif = avec tige précontrainte Non décollement de la platine, utilisés notamment pour les machines tournantes (pompes, etc...) et pour la reprise d’efforts importants.

Serré à la clé

ou au vérin


2.1.2. Référentiel doctrinaire pour les ancrages 

Bêches : EC3



Ancrages passifs : ETC-C et guide CEB



Ancrages actifs pour futurs EPR :   

ETAG013 + Eurocode 2 Fournisseur bénéficiant d’un ATE Prise en compte dans le design des phases : Conception Stockage Montage Vie de l’ouvrage Corrosion • Pertes de précontrainte •    


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2.1.2. Dimensionnement des ancrages actifs 



Détermination de l’effort de précontrainte nécessaire pour assurer le non-décollement de la platine Calcul des pertes de précontrainte pertes immédiates (déformation du béton, frottement, rentrée d’ancrage) pertes différées (retrait, fluage du béton, relaxation de l’acier)

��

��



��



� �





��

��

Effort appliqué initialement = effort nécessaire + pertes Vérifier que cet effort est admissible par les différents éléments : Béton (avec modèle bielles-tirants) : vérification en compression au niveau des plaques, en arrachement de cône, éclatement de bord... Participation du ferraillage selon possibilités et besoins Tige Platine 

  


2.1.2. Ancrages actifs des GV à + 1,50 m Les plaques fixées au plancher (1,50m d’épaisseur) par des tiges précontraintes traversantes


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2.1.2. Ancrages actifs des GV à + 1,50 m

Les torseurs globaux et efforts de précontrainte fournis par l’équipementier sont :


2.1.2. Ancrages actifs des GV à + 1,50 m Coefficients de sécurité :

Matériaux :


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2.1.2. Ancrages actifs des GV à + 1,50 m Vérification de la compression béton par la méthode bielles-tirants (EC2 §6.5) :


2.1.2. Catalogue d’ancrages pour futurs EPR 

Eviter la reprise des études de dimensionnement et permettre d’économiser du temps et de l’argent dans la gestion de l’interface entre l’équipementier et le génie civil



Accelérer la définition de l’ancrage quand les données fournisseurs (équipementiers) sont disponibles. Quelques minutes pour le dimensionner



Standardisation



Découpage de la fourniture simplifié (toutes les pièces noyées sont dans le contrat génie civil)



Permettre le découplage des interfaces génie civil sans attendre les données fournisseurs,



Ferraillage complémentaire clairement défini dans le catalogue


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2.2. Coque Avion

HL 2

HL 1

Cette structure monolithique, fondée sur le radier en croix, en béton armé, protège contre la chute d’avion militaire, civil et commercial les bâtiments suivants : - le bâtiment réacteur (HR), - le bâtiment combustible (HK), - les divisions 2 et 3 des bâtiments électriques et des auxiliaires de sauvegarde (HL).

HL 3

HR

HL 4

HK


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2.2. Coque Avion – Description générale La « coque avion » est fondée sur le radier commun en croix. Les voiles extérieurs de la coque avion sont réalisés en béton armé de 1,80m d’épaisseur. Les voiles radiaux intérieurs des caissons d’escalier liés à l’enceinte externe du HR, qui contreventent l’ensemble, ont une épaisseur d’1,30 m. · ·

L’épaisseur des toitures en béton armé est de 1,80m.


2.2. Coque Avion - Chargements Situations (catégories et définition)

Coque avion

N

Ambiance états réacteur A à F

/

E1

Ambiance PCC2

/

E2

Séisme d’inspection

AB

E3

Neige et Vent

AB

E4

Températures exceptionnelles

AB

E5

Nappe phréatique

/

E6

Essais et épreuves périodiques

/

A1

Séisme

RB

A2

Chute d’avion

RB

A3

Explosions – incendies

RB

A4

RTHE – projectiles

RB

AB = aptitude au service paroi béton (dimensionnement élastique avec coefficients de sécurité). RB = résistance paroi béton (marges limitées) 58 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

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2.2. Coque Avion – Cas de charge (nappe)

59--Dimensionnement Dimensionnement des ouvrages ouvragesde del’ilot l’ilotnucléaire nucléaireEPR EPR - 11/03/2011 59 des

2.2. Coque Avion – Cas de charge (explosion) Explosion externe ( ETCC => onde de surpression de 10kPa pouvant s e

déplacer dans le sens horizontal, d’une durée de 0,3s ) Les phénomènes de réflexion et de focalisation d’onde avec plusieurs ouvrages sont pris en compte par des coefficients de majoration distinguant surfaces planes ou verticales


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2.2. Coque Avion – Caractéristiques pour le calcul Béton C45 / 55 classe XS3 - infra et superstructures Voiles des caissons en C40 / 50 Enrobages

Valeurs majorées de 10 mm pour les calculs (tolérances d’exécution)


2.2. Coque Avion – Impact avion civil (calcul CD) Pour chacune des structures identifiées « coque avion » sections minimales faces inf. / faces sup. en ferraillage horizontal ⇒ sections minimales faces inf. / faces sup. en ferraillage vertical ⇒ sections minimales d’épingles requises ⇒

À comparer aux sections minimales de calcul. Dans la plupart des zones c’est ce requis qui est dimensionnant :

3 lits HA32 esp. 20 !


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2.2. Coque Avion – dispositions constructives particulières Recouvrement interdit dans les zones exposées à l’impact : obligation de manchonnage par « dispositifs de raboutage et d’ancrage d’armature à hautes adhérence pour béton armé » (DRAAB) permettant de réaliser la continuité des armatures du béton armé, Obligation d’alterner le manchonnage entre nappes de ferraillage pour éviter plan de fragilité Matériel utilisé : Manchons qualifiés au séisme et au choc (ex GRIPTEC)


2.2. Coque Avion – Détails des manchons dans les plans d’exécution


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2.2. Coque Avion – Détails des épingles dans les plans guide

=> Détails types


2.2. Coque Avion – Cheminée de bétonnage


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2.3. Exemple de révision d’hypothèses prise en compte en cours de projet : optimisation du ferraillage Réduction du taux de ferraillage des ouvrages de l’îlot nucléaire de FA3 par une meilleure prise en compte du phénomène de retrait dans les calculs


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2.3. Optimisation du ferraillage : Constat initial (fin 2007) Alertes de BOUYGUES et de l’Aménagement sur les densités de ferraillage trop importantes impactant d’une part la faisabilité (ferraillage et bétonnage) et d’autre part le planning HL 2/3 : plus de 30% des voiles du 1er niveau présentent une densité > 400 kg/m3 Constats ASN sur les densités de ferraillage, qui pourraient remettre en cause la qualité du bétonnage (lettres du 30/5 et 13/12)

Le constat :


2.3. Optimisation du ferraillage – Organisation en “Task Force ” Réunions techniques hebdomadaires (sur janvier/février 2008) Participants : EDF, Bureaux d’Etudes, constructeurs + experts indépendants Objectifs : améliorer la constructibilité par une meilleure interprétation des textes règlementaires, peu adaptés aux portions d’ouvrages massifs (radiers, parties épaisses) pour réduire les densités requises Présentation à l’ASN en avril 2008 Mise à jour des plans de FA3 sur cette base en cours d’études d’exécution => Méthodologie partiellement implémentée dans le nouvel ETC-C AFCEN pour les calculs des nouveaux EPR 70 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

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2.3. Optimisation du ferraillage - Résultats sur la première levée des voiles

Gain moyen (ou global)

Gain dans les zones de pic

BAS 1 et 4

25 %

60 %

BAS 2 et 3

25 %

60 %

BK

20 %

53 %



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2.4.1. PRESENTATION GENERALE - LOCALISATION La SdC mesure 17 m * 13,4 m Elle est située dans la division 2 des bâtiments électriques au niveau +15,40m. Coque avion

Salle de Commande

Vue en plan

Vue en coupe 73 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

2.4.1. PRESENTATION GENERALE LOCALISATION

SdC

Division 2 des BAS BL Extrait du modèle PDMS (maquette) 74 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

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2.4.1. PRESENTATION GENERALE - EXIGENCES



Rex Palier N4 : bruit trop élevé à l’intérieur de la SdC



Origine des bruits : ensemble des matériels vibrants de l’ilot nucléaire



Solution retenue pour la SdC de lÉPR Flamanville 3 : Isolation

acoustique de la SdC par découplage vis à vis de la structure béton principale = isolation vis à vis des bruits solidiens (= difficulté principale) Isolation

acoustique de la SdC par insertion d’un complexe de matériaux isolants dans léspace vide entre la SdC et la structure béton principale = isolation vis à vis des bruits aériens But

: ne jamais excéder 50 dB(A) dans la SdC au cours de la durée de vie de la centrale nucléaire (60 ans) 75 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

2.4.2. CONCEPTION

Quelle conception de la SdC a été ch oisie pour répondre aux exigences acoustiques? Structure charpente métallique indépendante (17m*13.4m*4.76m) placée sur des appuis (ressorts et amortisseurs) et insérée à l’intérieur de la structure béton principale – dóù le nom donné à la SdC de „box in the box“ (isolation des bruits solidiens) 

Insertion

dún complexe entre la structure béton et la structure métallique (isolation des bruits aériens)


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2.4.2. CONCEPTION

Structure métallique 77 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

2.4.2. CONCEPTION

Isolation des bruits solidiens par installation de 18 appuis type GERB

Vue en plan des ressorts et amortisseurs 78 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

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2.4.2. CONCEPTION

Zoom dún appui

Appuis inspectables et remplacables par líntérieur de la Salle de Commande 79 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

2.4.2. CONCEPTION 10cm

17cm

Choix de pré dimensionnement :

-10 cm de laine minérale sur la structure beton

Isolation des bruits aériens par insertion dún dispositif entre le nu extérieur de structure béton et la structure métallique

-10 cm de laine minerale sur la structure metallique - une plaque d´1cm d‘épaisseur sur tout le pourtour de la structure metallique

10 cm

21 cm 80 - Dimensionnement des ouvrages de l’ilot nucléaire EPR

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2.4.3. VALIDATION DE LA CONCEPTION

En quoi cette conception (qui permet de garantir le niveau de bruit requis) respecte-t-elle les critères de déplacements, d'efforts et dáccélérations sismiques (critères structurels) ? 

Modèle 3D réalisé en utilisant le logiciel SOFISTIK

Calculs dynamiques sismiques par analyse modale spectrale (sur la base des spectres du plancher 16,30m), pour réaliser le dimensionnement de la structure métallique 


2.4.3. VALIDATION DE LA CONCEPTION Résultats de lánalyse modale spectrale

98 % de la masse de la structure (environ 150t) excitée par des modes compris entre 1,5 Hz et 3,5Hz (modes horizontaux principaux à 1,5Hz) 

uh,max

sous seisme de la structure métallique : 3.5 cm (<< 10cm) uv,max sous séisme de la structure métallique : 2.9cm (<< 6cm) 

Contrainte maximale dans les profilés du portique : 177 MPa (<< 214 MPa) 

Contrainte maximale dans les palées de contreventement : 41 MPa (<< 214 MPa) 


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20150115_DimensionnementOuvragesBNI

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