Influence des microorganismes sur la corrosion d'un acier non allié dans le contexte du stockage géologique profond des déchets radioactifs

Influence of microorganisms on corrosion of carbon steel in the context of deep geological disposal of radioactive wastes

• Auteur / Autrice : Hicham-.... El Hajj
• Direction : Abdesselam Abdelouas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Radiochimie sciences des matériaux
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Nantes
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Corrosion

Acier

Argilite

Déchets radioactifs

Résumé

Cette thèse entre dans le cadre des recherches de l'Andra (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs) sur l'éventualité d'un stockage géologique profond des déchets radioactifs de haute et moyenne activité à vie longue. Dans ce travail, des analyses microbiologiques ont permis de caractériser et d'identifier des bactéries sulfato-réductrices (BSR) présentes dans des échantillons d'argilite du Callovo-Oxfordien, formation géologique hôte envisagée pour le stockage des déchets radioactifs. L'effet de la croissance de ces BSR sur la corrosion de l'acier P235GH des sur-conteneurs et des chemisages des déchets a ensuite été étudié. On Les vitesses de corrosion moyennes mesurées en présence de bactéries lors d'expériences en batch sont plus élevées (~30μ m/an) que celle déterminée sur un témoin stérile (~14 μm/an) et s'accompagnent de la formation de mackinawite (FeS). Les expériences de percolation menées à 120 bars avec deux carottes d'argilite et des coupons d'acier, simulant les conditions compactées attendues en situation de stockage, ont montré des résultats similaires à ceux retrouvés dans les cultures en batch (ex : production de sulfures, réduction de sulfate). La croissance des BSR au cours de la construction et l'exploitation du site reste donc plausible, ainsi que leur survie, au moins temporairement, si l'eau est disponible après la fermeture définitive des galeries de stockage. Cette activité bactérienne peut provoquer une accélération de la corrosion de l'acier des conteneurs en conditions de stockage d'un facteur 2.

The subject of this thesis is part of a research program conducted by Andra (The French national agency for the management of radioactive wastes). It concerns the possible deep geological disposal of high-level and intermediate-level long-lived nuclear waste. In this work, microbiological analysis was used to characterize and identify the sulfate-reducing bacteria (SRB) that are present in Callovian-Oxfordian claystone samples, this material being studied as a host rock formation for a disposal site. The effect of the SRB on the corrosion of the P235GH steel containers and liners to be used in the disposal site has been studied. The corrosion rate of the steel coupons measured in batch experiments was high under biotic conditions (~30 μm/year) with the precipitation of mackinawite (FeS) whereas a sterilized blank showed a lower corrosion rate (~14 μm/year). Percolation experiments with claystone cores and steel coupons at 120 bar, simulating compacted conditions expected in disposal conditions, gave results similar to those obtained in batch experiments (e. G. Sulfide production, sulfate reduction). This indicates the plausibility of SRB growth during the construction and operational phases of the repository and, if water is available, their survival, at least temporarily, after the disposal site closure. This microbial activity could lead to an increase of the steel corrosion rate by a factor of two.