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Phénomène de couplage galvanique acier 304L - platinoïdes

Mis à jour le 20 décembre 2007
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Contexte industriel du sujet Le traitement des combustibles usés réalisé aujourd'hui grâce au procédé Purex est destiné à séparer les produits de fission, l'uranium et le plutonium, dans le but de les recycler. Certaines opérations du procédé,réalisées en milieu acide nitrique concentré, peuvent être perturbées par la présence de dépôts de métaux nobles (ruthénium, palladium, rhodium...) issus des combustibles et des produits de fission. La présence de ces dépôts de platinoïdes pourrait avoir un impact sur la tenue à la corrosion des matériaux de certains équipements, et remettre en cause leurs limites d'utilisation définies jusqu'alors.

Contenu de la thèse

L'objectif principal de cette thèse est de mieux comprendre les phénomènes de corrosion galvanique des aciers inoxydables, liés à la présence de dépôts métalliques nobles, et d'étudier les effets catalytiques de ces dépôts sur les cinétiques des réactions chimiques, et plus particulièrement sur le mécanisme de réduction de l'acide nitrique, mécanisme contrôlant la cinétique de corrosion des aciers.

Sur la base d'études antérieures sur la chimie en solution des métaux nobles dans les installations du traitement des combustibles usés d'une part, et de deux thèses menées au laboratoire sur la compréhension des mécanismes de corrosion des aciers

en milieu nitrique d'autre part, le travail de thèse traitera des trois points suivants :

  • Etat des connaissances sur les phénomènes de déposition des platinoïdes et sur la nature des dépôts potentiels (morphologie et propriété) ;
  • Catalyse des réactions électrochimiques et chimiques, et impact sur la cinétique de corrosion de l'acier 304L ;
  • Phénomène de couplage galvanique : mécanismes mis en jeu, modélisation des zones de couplage...

Ce dernier point sera le coeur du sujet de thèse. Il visera, à partir de mesures d'impédance électrochimique locale, de confronter l'expérience à la modélisation de ces phénomènes de couplage et plus particulièrement les répartitions de lignes de champs et de courant.

La thèse se ciblera sur la corrosion galvanique de l'acier inoxydable 304L, qui est le matériau principalement utilisé comme matériau des équipements des unités de traitement du combustible usé. Les platinoïdes considérés seront ceux présents dans le combustible usé après irradiation en réacteur : le ruthénium, le rhodium et le palladium.


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mise à jour le 20 décembre 2007

Encadrant CEA

Raphaël ROBIN Ingénieur de recherche DEN/DANS/DPC/SCCME

Laboratoire d'accueil

LECNA - Laboratoire d'Etude de la Corrosion Non Aqueuse DEN/DANS/DPC/SCCME

Partenaire industriel

AREVA NC Sujet soutenu par un industriel : thèse CTCI

Encadrement universitaire

Université paris VI LISE - Laboratoire Interfaces et Systèmes Electrochimiques (UPR 15) (directeur : C. Deslouis) Ecole Doctorale Chimie-Physique Analytique de Paris-Centre (Paris 6) Directeur de thèse : V. VIVIER
Univ. Grenoble Alpes