Thèse Modèle Local de Corrosion Sous Contrainte Intergranulaire des Tubes de Générateur de Vapeur en Alliages de Nickel Exposés aux Zones Confinées du Circuit Secondaire des Réacteurs à Eau Sous P H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Mines Paris-PSL École doctorale : ISMME - Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique Laboratoire de recherche : Centre des Matériaux Direction de la thèse : Cécilie DUHAMEL ORCID 000000022642769X Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-07-31T23:59:59 La corrosion sous contrainte (CSC) des tubes de générateur de vapeur (GV) est une des causes principales du vieillissement du Parc des Réacteurs à Eau sous Pression (REP). La corrosion sous contrainte est un phénomène de fissuration se produisant sous l'action conjuguée d'un matériau, d'un milieu corrosif et d'un état de contrainte mécanique. Des observations sur des tubes extraits ont permis de montrer que la corrosion du côté secondaire se produit dans des zones confinées où les impuretés de l'eau du circuit secondaire peuvent se concentrer et former localement des milieux chimiques potentiellement agressifs.
L'objectif de la thèse est d'identifier les paramètres physico-chimiques de premier ordre (chimie du milieu, pH, écrouissage du matériau) sur la sensibilité à la CSC de deux alliages base nickel utilisés dans les GV. Les résultats obtenus permettront d'approfondir le modèle local de prévision de la CSC développé chez EDF sur l'un de ces alliages (l'alliage 600) avec l'intégration de nouveaux paramètres comme l'écrouissage, un environnement oxydant ou la présence de plomb.
La corrosion sous contrainte (CSC) des tubes de générateur de vapeur (GV) est une des causes principales du vieillissement du parc des Réacteurs à Eau sous Pression (REP). La corrosion sous contrainte est un phénomène de fissuration se produisant sous l'action conjuguée d'un matériau, d'un milieu corrosif et d'un état de contrainte mécanique. Des observations sur des tubes extraits ont permis de montrer que la corrosion du côté secondaire se produit dans des zones confinées où les impuretés de l'eau du circuit secondaire peuvent se concentrer et former localement des milieux chimiques potentiellement agressifs.
Les analyses de dépôts suggèrent que les milieux susceptibles d'être responsables des dégradations observées sont variés : magnétite (Fe3O4) et composés contenant Si, Al, Ca, Zn, PO4, SO4 et Ca. De plus, du cuivre, du plomb et/ou du soufre sont également trouvés dans les dépôts près des zones affectées par la CSC.
Par le passé, des modèles empiriques d'amorçage et de propagation ont été développés. Or ces modèles ne reposent sur aucun mécanisme physique, leur caractère prédictif est assez limité (extrapolation difficile au composant en service) et leur représentativité discutable. En effet, d'après les expertises récentes de tubes GV extraits de centrale, les milieux sur lesquels reposent ces modèles ne semblent pas représentatifs des conditions physico-chimiques que rencontrent les zones fissurées des tubes de GV coté secondaire des REP. Un modèle dit local' a été proposé ces dernières années pour prévoir la cinétique de CSC de l'alliage 600 exposé au milieu primaire et une première thèse s'est terminée en 2023 pour l'adapter du côté secondaire des REP.
L'objectif de la thèse est d'identifier les paramètres physico-chimiques de premier ordre (chimie du milieu, pH, écrouissage du matériau) sur la sensibilité à la CSC de deux alliages base nickel utilisés dans les GV. Les résultats obtenus permettront d'approfondir le modèle local de prévision de la CSC développé chez EDF sur l'un de ces alliages (l'alliage 600) avec l'intégration de nouveaux paramètres comme l'écrouissage, un environnement oxydant ou la présence de plomb et l'adaptation du modèle à l'alliage base nickel 690TT. La démarche consistera à :

- Réaliser des essais en autoclave dans des milieux simulant les zones confinées du circuit secondaire afin d'identifier les paramètres physico-chimiques de premier ordre. Pour cela, des essais d'oxydation et de corrosion sous contrainte seront réalisés sur deux nuances d'alliages base nickel présentant des teneurs en chrome différentes : l'alliage 600TT et l'alliage 690TT. Les oxydes formés, en surface et aux joints de grains, et, le cas échéant, les fissures seront caractérisées par microscopie électronique à balayange (MEB) et en transmission (MET).
- Adapter le modèle local au milieu secondaire, en particulier le paramétrage de la cinétique d'oxydation intergranulaire, afin de bien considérer les effets des paramètres identifiés via les essais expérimentaux.
- Valider le modèle en simulant les essais de CSC à l'aide du code de calcul de prévision de la CSC.