Soutenance de thèse à huis clos de Vinciane REYNAUD

Les bétons réfractaires Al2O3-SiC-C employés pour le revêtement de rigoles principales de haut fourneau sont exposés à l’écoulement de la fonte et du laitier à des températures avoisinant 1500 °C. Les conditions d’opération sévères qu’ils rencontrent induisent une consommation du réfractaire. Ce travail est une contribution à une meilleure connaissance des bétons et de leurs comportements en température, afin d’améliorer leur performance face à la fonte et au laitier. Tout d’abord, une analyse de bétons préparés à l’échelle du laboratoire a été réalisée, afin d’établir la microstructure et les propriétés du béton sain. Une étude des matières premières et en particulier du SiC et de son oxydation a également été menée. Elle a permis de définir les caractéristiques influençant l’oxydation passive du SiC et ainsi d’identifier les paramètres de sélection des matières premières. Dans un deuxième temps, une analyse a été menée sur des échantillons post mortem prélevés sur site industriel à l’issue de deux campagnes aux niveaux des interfaces critiques. Les éléments observés associés à des calculs thermodynamiques ont permis d’établir un mécanisme de dégradation du béton en service. Ils ont mis en évidence un endommagement impliquant l’imprégnation et l’infiltration des liquides au sein des bétons Al2O3-SiC-C, conduisant à une dissolution des composants du réfractaire. Cette expertise a souligné le rôle des caractéristiques initiales du béton. Un suivi par émission acoustique des événements intervenant au sein du béton, de sa prise jusqu’à la cuisson à 1500 °C a finalement été réalisé, afin d’identifier les voies d’amélioration du produit.