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Technischer Bericht NTB 84-35

Kriechverhalten unlegierter Stahlwerkstoffe für Endlager-Behälter: Auswertung der Literaturangaben

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Selon le concept de la Nagra pour l'entreposage définitif des déchets hautement radioactifs, ces derniers seront placés dans des conteneurs résistant à la corrosion avant leur mise dans le dépôt définitif. La fonction principale des conteneurs est, selon le concept de sécurité, d'empêcher le contact entre les eaux souterraines et les déchets pour la durée de vie requise (1000 ans), c'est-à-dire de retarder jusqu'à ce moment une fuite possible de ces déchets. Dans le cadre de l'étude des propriétés mécaniques des matériaux entrant en ligne de compte pour les conteneurs, une analyse des données publiées sur le comportement au fluage des aciers non alliés a été effectuée.

Le peu d'informations valables et directement utilisables trouvées dans la littérature ne permet pas de prévoir de manière précise l'importance du fluage dans les aciers non alliés à 140°C  pour des durées allant jusqu'à 1000 ans. Néanmoins de ces informations, les conclusions  suivantes peuvent être tirées:

A la température ambiante, en-dessous de la limite d'élasticité aucun fluage n'est observable. Une extrapolation des données disponibles jusqu'à la température nominale de 140°C n'est pas possible. Il en est de même pour les résultats publiés d'essais à des températures supérieures à 300°C. Et cela en raison du fait que la variation de l'énergie d'activation du fluage (une des grandeurs caractérisant la résistance au fluage du matériau) en fonction de la température est inconnue. Les quelques résultats à disposition dans le domaine de température 100 à 300°C laissent prévoir une déformation due au fluage après 1000 ans à 140°C inférieure à 1 %. Il est aussi probable que l'importance de cette déformation va dépendre plus des caractéristiques mécaniques du matériau (résistance à la traction et limite élastique) que de celui-ci en lui-même (acier forgé, acier coulé ou fonte à graphite sphéroïdal). Une éventuelle augmentation de la vitesse de fluage due à des effets tels que la diffusion d'hydrogène ou l'irradiation ne peut être exclue mais n'est pas suffisamment documentée. En conséquence, une détermination expérimentale du comportement au fluage du matériau choisi n'est à recommander que si la déformation tolérée est inférieure à environ 1 %. Dans ce cas l'influence de la diffusion de l'hydrogène ainsi que celle de l'irradiation devraient aussi être contrôlées.

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