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Catégorie : Soutenances de thèse et de HDR

Mardi 24 novembre 2020 : Soutenance de thèse de Victor SZCZEPAN : Modélisation et étude expérimentale de la corrosion d’un alliage chromino-formeur par des liquides silicatés

Victor SZCZEPAN Doctorant au sein de l'équipe "Surface et Interface, réactivité chimique des matériaux" de l'Institut Jean Lamour, soutient sa thèse intitulée :

"Modélisation et étude expérimentale de la corrosion d’un alliage chromino-formeur par des liquides silicatés"

 

Date :
Mardi 24 novembre 2020 à 14h00

En raison des conditions sanitaires actuelles, la soutenance se déroulera en visio-conférence.

 

Composition du jury :

Directeur de thèse :

- M. Michel VILASI
Institut Jean Lamour, Université de Lorraine

Co-Directrice de thèse :

- Mme Carine PETITJEAN
Institut Jean Lamour, Université de Lorraine

 Rapporteurs :

- Mme Sophie SCHULLER   
CEA Marcoule

- M. Yves WOUTERS   
Université Grenoble Alpes

Examinateurs :

- Mme Laure MARTINELLI   
CEA Saclay

- Mme Emilie GAUDRY
Institut Jean Lamour, Université de Lorraine

- M. Thomas GHENO   
ONERA    

- M. Fernando PEDRAZA   
Université de La Rochelle

 Invités :

- M. Florian BRIX   
Institut Jean Lamour, Université de Lorraine

- M. Eric SCHMUCKER   
CEA Saclay

 

Résumé :
La corrosion haute température d’alliages par les verres fondus est un problème rencontré dans plusieurs procédés industriels tels que la vitrification des déchets nucléaires ou encore la production de la fibre de verre. Les alliages base nickel contenant une grande quantité de chrome sont particulièrement intéressants pour ces applications, notamment grâce à leur bonne résistance à la corrosion due à leur capacité à développer une couche homogène et couvrante de chromine (Cr2O3) lors d’une oxydation à haute température. De par la faible solubilité de l’oxyde dans les silicates fondus, cette couche protège l’alliage d’une corrosion rapide par le verre. Lors de la mise en contact avec le milieu corrosif à haute température, la couche de chromine est soumise à une compétition entre sa dissolution par le verre fondu et à sa formation  par oxydation de l’alliage. La dissolution totale de la couche est appelée dépassivation et est néfaste car elle conduit à une corrosion accélérée de l’alliage par remise en contact direct avec le liquide. La stabilité de la couche d’oxyde au contact du verre est donc un point clé pour optimiser la durée de vie des matériaux. Ainsi, il convient de comprendre les phénomènes assurant ou non la stabilité de cette couche d’oxyde. In fine, le développement d’outils prédictifs permettrait l’optimisation des matériaux et des conditions opératoires des procédés industriels. Pour répondre à cette problématique, l’alliage modèle Ni-30Cr a été sélectionné de même que des compositions de verres binaires Na2O-SiO2 et borosilicatés Na2O-B2O3-SiO2. L’approche consiste en une étude expérimentale visant à déterminer les conditions de température et de composition assurant la stabilité de la couche d’oxyde développée sur l’alliage immergé. Une modélisation de la corrosion de l’alliage est ensuite proposée afin de définir les paramètres prédisant la stabilité de la couche d’oxyde. L’étude de ce modèle révèle que la dépassivation est liée à un manque d’O2 dans liquide, ce qui limite la cinétique de formation de l’oxyde. La confrontation du modèle aux résultats expérimentaux permet de valider cette conclusion.

Mots-clés : Corrosion, Modélisation, Liquides silicatés, Dépassivation