Vieillissement du tritiure de palladium : caractérisation mécanique, état de l'hélium et modélisation
Auteur / Autrice : | Mathieu Segard |
Direction : | Frank Montheillet |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences et Génie des Matériaux |
Date : | Soutenance le 29/11/2010 |
Etablissement(s) : | Saint-Etienne, EMSE |
Ecole(s) doctorale(s) : | ED SIS 488 |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : CEA Valduc |
Jury : | Président / Présidente : Eric Finot |
Examinateurs / Examinatrices : Gilles Damamme, Stéphanie Thiebaut | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Latroche, Roland Logé |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Le palladium est couramment utilisé pour le stockage du tritium, isotope radioactif de l’hydrogène, car il forme un tritiure réversible, à basse pression d’équilibre. La décroissance du tritium en hélium-3 provoque un vieillissement du tritiure, caractérisé notamment par l’apparition de bulles d’hélium-3, qui est étudié ici. De précédents travaux de modélisation du vieillissement avaient abouti à la création de deux modèles traitant, d’une part, de la germination des bulles d’hélium-3 (utilisation d’un automate cellulaire) et, d’autre part, de la croissance des bulles (mécanique des milieux continus). Ces modèles étaient fonctionnels, mais leur utilisation était limitée par le manque de données expérimentales d’entrée et de recalage. Ce travail de thèse a donc consisté à acquérir les données expérimentales les plus pertinentes pour améliorer la modélisation du vieillissement du tritiure de palladium. La première partie de ce travail a consisté à estimer les propriétés mécaniques du tritiure de palladium (limite d’élasticité, contrainte maximale, loi de comportement…), déduites de celles de l’hydrure et du deutérure de palladium, mesurées à l’aide d’essais de traction in situ. En seconde partie, la caractérisation du vieillissement a été entreprise, focalisée sur des observations de bulles dans le tritiure de palladium par microscopie électronique en transmission, des mesures de pression à l’intérieur des bulles par résonance magnétique nucléaire et des mesures de gonflement macroscopique du matériau par pycnométrie. Ces travaux ont conduit à des avancées significatives quant à la compréhension du vieillissement et ont permis d’améliorer considérablement sa modélisation.