Etude de la production d'hydrogène par corrosion anoxique des aciers sous irradiation gamma

par Stavroula-isidora Giannakandropoulou

Projet de thèse en Chimie

Sous la direction de Gérard Baldacchino.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes , en partenariat avec LIDYL - Laboratoire Interactions, Dynamique et Lasers (laboratoire) , DICO (equipe de recherche) et de Faculté des sciences d'Orsay (référent) depuis le 15-10-2018 .


  • Résumé

    Le concept actuellement retenu pour le stockage des déchets nucléaires de haute activité et de moyenne activité à vie longue (déchets HA-MAVL) en couche géologique profonde prévoit la mise en place de différents éléments métalliques en acier faiblement allié (e.g. sur-conteneurs, chemisages des alvéoles HA,…). Après une période de plusieurs dizaines d'années suivant la fermeture du stockage, la corrosion anaérobie de ces éléments métalliques provoquera un dégagement d'hydrogène gazeux. Simultanément, le rayonnement émis par certains déchets conduira aussi à la radiolyse de l'eau présente dans la formation géologique. Cette dernière réaction entrainera une production, d'une part d'hydrogène gazeux supplémentaire, d'autre part d'espèces oxydo-réductrices susceptibles de modifier les conditions redox du milieu ainsi que les processus de corrosion des aciers et donc, in fine, la production d'hydrogène. Cependant, si les études concernant la corrosion en conditions anoxiques sont nombreuses, les effets de la radiolyse de l'eau sur les mécanismes précités restent peu documentés. Ils présentent pourtant un intérêt majeur car ils peuvent avoir un impact important sur les vitesses de dégradation des composants en acier du stockage et donc, par exemple, sur le dimensionnement de l'épaisseur des sur-conteneurs, ainsi que sur les volumes de gaz produits au sein de l'installation de stockage.

  • Titre traduit

    Molecular hydrogen production by anoxic corrosion of steel under gamma irradiation


  • Résumé

    This project is proposed in the frame of nuclear waste storage in geological peed strate. IRSN is in charge of the experimental approach of the corrosion of containers in condition of absence of oxygen. The production of hydrogen is addressed in the project. Several methods will be applied to explain the corrosion mechanisms leading to the production of H2 including experiments under irradiation by gamma rays and simulation with code such as Chemsimul and GEANT4. The objectives are therefore to correlate the corrosion speed, the surface of steel material in contact with water in anoxic condition, the formation of H2. An explanation of why the production of H2 is lower and lower when time of irradiation increases.