Corrosion généralisée, corrosion sous contrainte et fragilisation par l'hydrogène des alliages de titane en milieu primaire de réacteur à eau pressurisée

par Sabrina Selva

Projet de thèse en 2MGE : Matériaux, Mécanique, Génie civil, Electrochimie

Sous la direction de Yves Wouters et de Laurence Latu-romain.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble) , en partenariat avec Science et Ingénierie des Matériaux et Procédés (laboratoire) depuis le 01-10-2018 .


  • Résumé

    Il est envisagé de réaliser en alliage de titane certains composants du circuit primaire des réacteurs nucléaires à eau pressurisée (REP). L'exposition des matériaux à ce milieu particulier sur de longues durées est susceptible de conduire à la dégradation de leurs propriétés par corrosion généralisée, corrosion sous contrainte ou fragilisation par l'hydrogène, ce qui nécessiterait le remplacement prématuré des pièces. Dans ce contexte, une première étude (thèse de Quentin Bignon 2015-2018) a permis d'identifier les mécanismes et de quantifier les cinétiques de corrosion de ces alliages. La quantité d'hydrogène absorbé par ces alliages au cours de leur exposition a également été mesurée et le risque de fragilisation par les hydrures formés a été mis en évidence. La thèse proposée s'articule autour de trois objectifs distincts mais fortement interconnectés. - quantifier la sensibilité de ces alliages à la corrosion sous contrainte en milieu primaire et identifier les mécanismes associés, déterminer en particulier le rôle de l'hydrogène; - étudier l'évolution de la résistance de ces alliages à la fissuration hors milieu primaire en fonction de la teneur en hydrogène et de la température ; - approfondir la connaissance des mécanismes et des cinétiques de corrosion généralisée de ces alliages en milieu primaire, en déterminant notamment les effets du pH et de la vitesse du fluide. Deux alliages de titane seront étudiés afin de déterminer le rôle de la microstructure sur la résistance à la fissuration.

  • Titre traduit

    General corrosion, stress corrosion cracking and hydrogen embrittlement of Titanium alloys in primary medium of PWR.


  • Résumé

    In order to create some Titaniumm alloy components of a primary circuit, it is necessary to understand the change of properties caused by the medium (high temperature, water). The mechanisms of degradation, based on general corrosion, stress corrosion cracking and hydrogen embrittlement were identified during the previous thesis on that subject. That thesis also allowed to quantify corrosion kinetics of these alloys. Moreover, the formation of hydrides due to the hydrogen absorption leads to the hydrogen embrittlement. During my thesis, the goals are : - Quantify the impact of stress corrosion cracking in primary medium, identify the associated mechanisms and especially, determine the role of hydrogen ; -Study the evolution of crack resistance depending on the hydrogen content and the temperature ; - Improve the knowledge of the mechanisms and general corrosion kinetics of these alloys in primary medium (effect of pH, fluid velocity,...). To determine the role of the microstructure on crack resistance, two Titanium alloys will be studied.