Fils d'Ariane

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Soutenance de thèse de Sarah THILLIEZ

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Matériaux de Structure

Date -
Heure 13h00 - 16h00
Adresse

Amphithéâtre de l'INSTN - INSTN/UEC Centre CEA de Cadarache
13108 Saint-Paul-lez-Durance
Francia

Contact
Lien http://www.univ-orleans.fr/fr/univ/recherche/temps-forts/soutenances-de-theses-…

Ce travail de thèse s’intéresse à l’oxydation du zirconium et du fer à l’état liquide sous dioxygène et vapeur d’eau en conditions d’accidents graves nucléaires à très haute température. Un dispositif expérimental nommé VITOX, permettant de déterminer la cinétique d’oxydation de métaux à haute température (T>1600°C) sous différentes atmosphères (Ar-O2 et Ar-H2O), a été conçu, qualifié et mis en œuvre au cours de ce travail de thèse. L’approche expérimentale est complétée par des analyses métallographiques MEB-EDS, menant à la définition des mécanismes d’oxydation prépondérants. Les essais d’oxydation effectués sur le fer liquide à 1620°C ont montré la formation d’une couche d’oxyde liquide à la surface puis dans le volume des échantillons. Une loi cinétique de forme sigmoïde a ainsi pu être établie. Les analyses post-mortem mettent en évidence un mécanisme d’oxydation d’abord basé sur l’absorption d’oxygène à la surface liquide, puis sur la diffusion de l’oxygène dans le volume de l’échantillon. Dans le cas de l’oxydation du zirconium à l’état liquide, un oxyde solide se forme à la surface des échantillons, menant à la prévalence d’une loi cinétique de type parabolique. Les analyses post-mortem confirment un mécanisme d’oxydation basé sur la diffusion en volume de l’oxygène dans la couche oxyde. Finalement, la cinétique sous vapeur d’eau relativement à l’oxygène s’avère moins rapide pour le fer liquide, le zirconium liquide, illustrant l’impact de la nature du gaz oxydant. À terme, les données expérimentales et lois cinétiques déterminées durant ce travail de thèse pourront être utilisées afin d’alimenter des codes scénarios qui s’intéressent notamment à la production de dihydrogène au cours d’un accident grave.