Abstract FR:

L'objectif de ce travail consiste a optimiser les conditions d'exploitation d'une rigole principale de haut fourneau sur la base de criteres mecaniques. Cette structure refractaire subit d'intenses agressions chimiques et mecaniques generees par le contact de la fonte et du laitier portes a 1500\c. Pour commencer, les informations permettant de traiter ce probleme sont reunies. La necessite de caracteriser le comportement thermomecanique du beton refractaire alumineux a tres basse teneur en ciment constituant la couche d'usure de la rigole est demontree. Un dispositif inedit d'essais mecaniques a haute temperature a donc ete concu. Il permet d'appliquer des efforts atteignant 400 kn, de 20 a 1500\c. Cette demarche est exposee dans le chapitre 4. Dans le chapitre 5, les resultats des essais de compression, fendage et fluage effectues de 20 a 1300\c, en atmosphere oxydante ou reductrice, sont presentes. Un soin particulier est accorde a l'etude du mode operatoire. Le comportement passe de endommageable a l'ambiante a viscoplastique-endommageable a chaud. Le chapitre 6 modelise le comportement thermomecanique du materiau etudie a l'aide du modele de mazars - elasticite couplee a l'endommagement - dont les parametres ont ete identifies sur toute la plage d'essais. La loi de norton decrit le caractere viscoplastique du materiau. Dans le chapitre 7, la simulation par elements finis du comportement thermomecanique de la rigole est realisee grace au logiciel castem 2000. Ce chapitre debute par l'etude du transfert de chaleur qui fixe l'intensite des contraintes thermiques. Puis, on demontre par des calculs thermomecaniques que la viscoplasticite influence peu l'intensite des contraintes. En consequence, la demarche d'optimisation s'effectue en appliquant le modele de mazars. Quelques exemples simples legitiment le travail effectue en montrant qu'il est possible de definir rationnellement la geometrie et les conditions d'exploitation de la rigole grace aux outils developpes.