Identification des conditions extrêmes à l'origine de l'amorçage et de la propagation d'une corrosion localisée d'un acier non allié dans un matériau cimentaire

Identification of the extreme conditions responsible for the initiation and propagation of localized corrosion of unalloyed steel in cementitious material.

• Auteur / Autrice : Clément Poulain
• Direction : Bruno Vuillemin, Delphine Neff
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2023
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Carnot-Pasteur
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Bourgogne (1970-....)

Mots clés

Mots clés libres

Corrosion localisée

Stockage des déchets nucléaires à vie longue

Science des Matériaux

Sie

Localized Corrosion

Storage of long-lived nuclear waste

Materials Science

Eis

Résumé

Dans le contexte du stockage des déchets Haute Activité, les colis de déchets HA sont placés dans des alvéoles constitués d'un chemisage en acier non allié. L'espace annulaire entre la roche et ce chemisage est comblé par un coulis cimentaire spécifique aux besoins du projet et dont plusieurs formulations sont à l'étude (pH, composition…). Dans les conditions du stockage, la cinétique de corrosion généralisée devrait être très lente (milieu anoxique ou grâce à une passivation de l'acier en présence d'oxygène) et fait déjà l'objet d'études paramétriques. Cependant la période de transition entre les conditions aérées et désaérées pose la question de possibles conditions favorables à des régimes de vitesse locales différenciées qui pourraient conduire dans les cas les plus défavorables à une réduction drastique de la section du chemisage. L'objectif de la thèse serait donc d'identifier les paramètres extrêmes pouvant conduire à une corrosion localisée dans des conditions réalistes du site de CIGEO. Les différents facteurs à prendre en compte pouvant influer sur ce risque sont non seulement les paramètres environnementaux (composition et microstructure du matériau de remplissage, présence concomitante d'oxygène et de chlorures, pH, conductivité, température…), mais également l'état du matériau de site utilisé pour le stockage. En effet, celui-ci présente en conditions industrielles, une couche de produits de corrosion formée en conditions atmosphériques lors de l'entreposage des chemisages avant leur mise en place.

In the context of high-level waste disposal, HA waste packages are placed in cells lined with unalloyed steel. The annular space between the rock and this liner is filled with a cementitious grout specific to the needs of the project, for which several formulations are being studied (pH, composition, etc.). Under storage conditions, the kinetics of generalized corrosion should be very slow (anoxic environment or thanks to passivation of the steel in the presence of oxygen) and is already the subject of parametric studies. However, the transition period between aerated and deaerated conditions raises the question of possible conditions favorable to differentiated local velocity regimes, which could lead in the most unfavorable cases to a drastic reduction in liner cross-section. The aim of the thesis is therefore to identify the extreme parameters that could lead to localized corrosion under realistic conditions at the CIGEO site. The various factors to be taken into account that could influence this risk are not only the environmental parameters (composition and microstructure of the filling material, concomitant presence of oxygen and chlorides, pH, conductivity, temperature, etc.), but also the condition of the site material used for storage. Indeed, under industrial conditions, the latter presents a layer of corrosion products formed in atmospheric conditions during the storage of