Effet du soufre et du plomb sur la corrosion sous contrainte de tubes de générateurs de vapeur en alliage 690 (Ref Th EXP26-06)

Dans le cadre des évaluations de sureté de centrales nucléaires, il est nécessaire d'identifier l'effet des polluants tels que le Pb et le S sur la dégradation des tubes de générateurs de vapeur (GV) en alliage base nickel 690TT ainsi que sur les manchons en alliage 800. Pour un fonctionnement en toute sûreté, il est primordial de connaître et limiter toutes les sources possibles de fissuration de ces tubes. C'est dans ce contexte que se place ce sujet de thèse en s'intéressant à l'une des sources de fissuration des tubes de GV : le phénomène de corrosion sous contrainte (CSC) en présence de polluants tels que le Pb et le S en paroi externe des tubes de GV.

À la suite des travaux d'une précédente thèse ASNR-CNRS, il est nécessaire de connaître sous quelle forme le plomb et le soufre entraînent l'endommagement des tubes de GV en alliage 690TT. Des essais seront nécessaires afin d'identifier le mécanisme de transport de ses deux polluants les plus néfastes le long des fissures de corrosion sous contrainte. Ces différentes données permettront de proposer un modèle physico-chimique de l'effet du plomb et du soufre sur le mécanisme d'endommagement.

Progresser significativement sur la compréhension des modes de dégradation des tubes dans les conditions de fonctionnement requiert d'obtenir des données pertinentes à l'échelle de l'étude pouvant aller du micromètre au nanomètre. Des techniques d'analyse fine utilisant la microscopie électronique en transmission (MET) combinée à la spectroscopie de dispersion en énergie des rayons X (EDS) et la spectroscopie de pertes d'énergie des électrons (EELS) permettront de détecter, localiser et quantifier les polluants dans la couche d'oxyde et à l'interface oxyde/métal tout au long de la fissure de CSC. L'utilisation d'isotopes de Pb et S permettra de proposer des mécanismes de transport des polluants depuis le milieu jusqu'au sein des fissures.
Ces différentes données permettront de proposer un modèle physico-chimique de l'effet du plomb et du soufre sur le mécanisme d'endommagement des tubes de GV (et des manchons) en milieu secondaire.
Ce travail fait l'objet d'un partenariat entre l'ASNR, le laboratoire CNRS du CIRIMAT de Toulouse et le Canadian Nuclear Laboratories (CNL), entités à forte implication et compétences scientifiques et industrielles dans cette thématique.

En termes de calendrier, les essais de corrosion se dérouleront dans la première année et deuxième de thèse et se traduiront par la présence pendant quelques semaines du doctorant dans le laboratoire de CNL au Canada.

Des participations à des congrès internationaux et la rédaction de publications sont prévus.

L'Autorité de sûreté nucléaire et de radioprotection est une autorité administrative indépendante créée par la loi du 21 mai 2024 relative à l'organisation de la gouvernance de la sûreté nucléaire et de la radioprotection pour répondre au défi de la relance de la filière nucléaire. Elle assure, au nom de l’État, le contrôle des activités nucléaires civiles en France et remplit des missions d'expertise, de recherche, de formation et d’information des publics.

La thèse se déroulera principalement dans le laboratoire CIRIMAT à Toulouse (70% du temps). 

Elle se déroulera également pour 20% du temps au Bureau d’expertise des contrôles non destructifs et des matériaux (BECM) de l'ASNR. Le BECM a des capacités d'expertise dans les domaines des règles de fabrication et de contrôle des équipements ; de la métallurgie, de la mise en forme et du soudage des matériaux ; du comportement des matériaux principalement métalliques dans leur environnement y compris chimique, en tenant compte des effets du vieillissement ; de la chimie pour son interaction avec les équipements, en particulier pour ce qui concerne la corrosion ; des techniques d'expertises et de contrôle non destructif des équipements mécaniques et des ouvrages de génie civil.

Enfin, le doctorant passera plusieurs semaine au Canadian nuclear laboratory (CNL) au Canada.

Ingénieur ou Master (Bac + 5 ) avec spécialisation en matériau, corrosion, chimie.