Simulations expérimentale et numérique de réfractaires verriers électrofondus riches en zircone

International audienceLes réfractaires électrofondus à Très Haute Teneur en Zircone sont utilisés dans la construction des fours verriers. Le fond de la zone fusion est constitué de dalles de THTZ (88%vol ZrO2, 12%vol phase vitreuse), matériau choisi pour sa faible conductivité thermique, sa forte réfractarité et son inertie chimique. Le THTZ est élaboré par électrofusion, coulé dans des moules puis refroidi de manière contrôlée jusqu'à température ambiante, domaine où le matériau se caractérise par un comportement fragile. Lors de la première mise en chauffe du four ("attrempage"), des contraintes internes d'origine thermique sont générées au sein des dalles. L'objectif de l'étude est alors d'estimer ce champ de contraintes. L'étude a tout d'abord consisté à simuler expérimentalement la chauffe d'une dalle de THTZ dans un four verrier pendant l'attrempage. Pour ce faire, nous avons développé et utilisé un dispositif expérimental consistant à poser une dalle de THTZ instrumentée en thermocouples sur une plaque chauffée à une vitesse contrôlée. Les données thermiques ainsi obtenues ont permis, via un calcul numérique thermique (code de calcul ZéBuLoN, Centre des Matériaux), de déterminer les coefficients d'échange aux interfaces dalle/air et dalle/plaque chauffante. Puis, à partir de cela, un calcul numérique mécanique nous a permis de déterminer les contraintes générées par l'attrempage dans la dalle