Thèse soutenue

Etude des premiers instants d'oxydation d'un acier ferrito-martensitique FE-12CR dans le CO2
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Auteur / Autrice : Soraya Bouhieda
Direction : Krzysztof Wolski
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Science et génie des matériaux
Date : Soutenance le 16/10/2012
Etablissement(s) : Saint-Etienne, EMSE
Ecole(s) doctorale(s) : ED SIS 488
Jury : Président / Présidente : Philippe Marcus
Examinateurs / Examinatrices : Krzysztof Wolski, Philippe Marcus, Yves Wouters, Sébastien Chevalier, Michèle Pijolat, Fabien Rouillard
Rapporteurs / Rapporteuses : Yves Wouters, Sébastien Chevalier

Mots clés

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Résumé

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Dans le cadre du développement des réacteurs nucléaires de 4ème génération et plus particulièrement du réacteur à neutrons rapides refroidi au sodium (SFR), le CO2 supercritique, dans un cycle de Brayton, a été identifié comme fluide potentiel en remplacement de la vapeur d'eau dans le cycle de conversion de l'énergie. Les aciers ferrito-martensitiques contenant 9 à 12 % en poids de Cr sont de bons candidats pour la réalisation d'échangeurs thermiques car ils présentent de bonnes propriétés mécaniques jusqu'à une température de 600°C, une forte conductivité thermique, un faible coefficient d'expansion thermique ainsi qu'un coût plus faible que celui des aciers austénitiques. Cependant, il a été montré que ces aciers forment une couche d’oxyde à croissance rapide et carburent fortement dans les conditions du circuit de conversion d'énergie (550°C, 250 bar).Cette étude a pour objectif d’étudier l’influence de différents paramètres (les impuretés présentes dans le CO2, les vitesses de rampe thermique ainsi que l’état de surface) sur le mécanisme d’oxydation d’un acier Fe-12Cr dans le CO2 à 550°C. Il est montré qu’en fonction de la valeur de ces paramètres, il est possible de former une couche d’oxyde fine protectrice en surface sans carburation. Un modèle permettant de rendre compte de l’ensemble des résultats expérimentaux est proposé.