Durabilité des Réfractaires utilisés dans l'Incinération des Déchets – DRUIDE

Le projet DRuIDe a pour objectif d'améliorer la qualité et la durabilité des différents réfractaires utilisés dans la construction des fours des centrales d'incinération de déchets en agissant sur : - - les paramètres matériaux (nature, composition, mise en œuvre) ; - - le design technologique des structures. - Ce projet va être conduit dans le cadre d'un partenariat entre : - - des industriels représentatifs de la chaîne de conception, de réalisation et d'exploitation des chaudières d'incinération de déchets en France (CNIM, VEOLIA-Environnement), associés à des producteurs de produits réfractaires (CALDERYS du groupe IMERYS et SAINT-GOBAIN) ; - - des équipes de laboratoires de recherche publique présentant les compétences croisées et complémentaires nécessaires pour conduire ce programme (le GEMH de l'ENSCI à Limoges, ARMINES -Centre CROMeP à Albi, le CRMHT et le LSMP à Orléans, le LMT-Cachan): mesures de propriétés mécaniques à haute température en relation avec les constituants et suivi de l'évolution des microstructures et de l'endommagement in situ ; étude et modélisation de la corrosion des réfractaires à haute température ; mise au point d'outils de modélisation numérique adaptés au comportement spécifique de réfractaires ; identification de lois de comportement avec couplage des dégradations d'origine chimiques et thermomécaniques. - La démarche envisagée consiste d'abord à améliorer la connaissance de la microstructure, des mécanismes microstructuraux de dégradation chimique et mécanique et du comportement thermomécanique des produits réfractaires utilisés dans l'environnement sévère des incinérateurs de déchets, qui fait défaut actuellement. Elle est indispensable, à la fois pour identifier les paramètres à optimiser pour améliorer la durabilité du matériau, ainsi que pour aider à la construction de modèles de comportement mécano-thermo-chimique. - Ensuite, il s'agit de substituer des outils de simulation numérique par éléments finis pour prévoir la durée de vie de ces matériaux, aux approches encore trop souvent empiriques utilisées jusqu'à présent et qui semblent atteindre leur limite. Cependant, la qualité d'un calcul dépend grandement de celle des données introduites. Cette approche, pour qu'elle puisse être efficace, nécessite des données fiables sur le comportement mécanique des matériaux à haute température dans des conditions environnementales proches des conditions de service, particulièrement sévères en incinération, avec un couplage des sollicitations thermiques mécaniques chimiques. Or, à ce jour, on ne dispose pas d'une banque de données expérimentales suffisante pour proposer des modèles pertinents permettant de décrire les comportements de produits réfractaires dans des conditions d'utilisation correspondant à ce type d'application. - L'étape finale de ce programme sera la transposition chez les industriels des modèles établis en laboratoire pour le calcul des structures et de leur durée de vie, et leur validation en les confrontant à la réalité du terrain (effet d'échelle).