Thèse soutenue

Modélisation de la corrosion intergranulaire par automates cellulaires

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Auteur / Autrice : Simone Guiso
Direction : Dung Di Caprio
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physico-chimie
Date : Soutenance le 01/10/2020
Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche de chimie Paris - Institut de recherche de chimie Paris
Equipe de recherche : Interfaces, Electrochimie-Energie (I2E)
établissement opérateur d'inscription : École nationale supérieure de chimie (Paris)
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Valentin Rohr
Rapporteurs / Rapporteuses : Christine Vautrin-Ul, Bernard Normand

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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La modélisation par la méthode des automates cellulaires (AC) consiste à paver un espace avec un réseau de cellules identiques, qui communiquent entre elles et avec leurs voisinages au travers de règles qui déterminent leurs évolutions temporelles. On peut ainsi modéliser différents phénomènes par exemple physiques, biologiques, chimiques. D’importantes avancées concernant la modélisation de la corrosion par la méthode des AC ont été réalisées récemment au CEA. Le passage en 3D de certains modèles 2D existants a été notamment réalisé avec succès, de même que le couplage des réactions anodiques et cathodiques. Cela a permis de simuler avec le même modèle la corrosion généralisée et la corrosion localisée (piqûration, corrosion occluse). La thèse proposée ici se situe dans le prolongement de la thèse précédente et permettra d’apporter un éclairage nouveau sur la modélisation des phénomènes intervenant dans la corrosion intergranulaire (CIG). La méthode des AC est en effet particulièrement adaptée pour l’étude de phénomènes mettant en jeu des frontières mobiles (ce qui est particulièrement le cas en CIG), pour modéliser des processus où interviennent des paramètres ayant un caractère stochastique, comme les singularités de composition aux joints de grains, présence d’amas, ségrégations locales d’impuretés, engendrant des variations locales de réactivité. On étudiera en particulier l’effet de variations de la concentration de l’électrolyte en ions oxydants. Un des objectifs majeurs de la thèse sera de parvenir à un introduire des notions de cinétique des réactions électrochimiques anodique et cathodique dans le modèle de CIG qui sera développé. Ce dernier prenant par ailleurs en compte la diffusion des espèces dans l’électrolyte (dont on tentera d'améliorer l'algorithme CPU- GPU spécifique implémenté en parallèle avec le langage CUDA), on effectuera ainsi des avancées concernant le caractère quantitatif des prédictions issues de modèles de CIG par automates cellulaires.