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    Modélisation de la corrosion des alliages de zirconium par l'eau (application aux éléments de combustible nucléaire)

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    La shadow corrosion est un phénomène observé sur les gaines en alliages de zirconium des assemblages de combustibles dans les réacteurs nucléaires. Il consiste en l'augmentation de la corrosion sur les zones de la gaine qui sont à proximité d'autres parties de l'assemblage en Inconel. Afin d'améliorer la compréhension de ses mécanismes, des modèles numériques sont développés suivant deux axes d'études. Un premier modèle de couplage galvanique a pour but de dégager les facteurs de premier ordre. Les résultats des simulations montrent que l'intensité du courant anodique, et sa dépendance en potentiel, contrôlent le caractère local (effet d'ombre) de ce phénomène. D'autre part, cet effet nécessitant un courant cathodique assez élevé révèle l'importance du pouvoir oxydant de l'électrolyte. Un deuxième modèle d'oxydation du zirconium est développé en intégrant le transport multi particules dans l'oxyde. Ce modèle, couplé aux effets d'interfaces (métal/oxyde et oxyde/électrolyte), permet de démontrer le rôle crucial de la polarisation et de l'hydrogène provenant de la dissociation de l'eau sur les cinétiques d'oxydation. A partir de ces modèles, un scénario explicatif de la shadow corrosion est élaboré suggérant l'importance de la radiolyse de l'eau.La shadow corrosion est un phénomène observé sur les gaines en alliages de zirconium des assemblages de combustibles dans les réacteurs nucléaires. Il consiste en l'augmentation de la corrosion sur les zones de la gaine qui sont à proximité d'autres parties de l'assemblage en Inconel. Afin d'améliorer la compréhension de ses mécanismes, des modèles numériques sont développés suivant deux axes d'études. Un premier modèle de couplage galvanique a pour but de dégager les facteurs de premier ordre. Les résultats des simulations montrent que l'intensité du courant anodique, et sa dépendance en potentiel, contrôlent le caractère local (effet d'ombre) de ce phénomène. D'autre part, cet effet nécessitant un courant cathodique assez élevé révèle l'importance du pouvoir oxydant de l'électrolyte. Un deuxième modèle d'oxydation du zirconium est développé en intégrant le transport multi particules dans l'oxyde. Ce modèle, couplé aux effets d'interfaces (métal/oxyde et oxyde/électrolyte), permet de démontrer le rôle crucial de la polarisation et de l'hydrogène provenant de la dissociation de l'eau sur les cinétiques d'oxydation. A partir de ces modèles, un scénario explicatif de la shadow corrosion est élaboré suggérant l'importance de la radiolyse de l'eau.SAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / SudocGRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / SudocGRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / SudocSudocFranceF

    Influence d'un écrouissage sur la résistance à la corrosion par piqûres d'aciers inoxydables

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    DANS CE TRAVAIL, L EFFET D UN ECROUISSAGE SUR LA CORROSION PAR PIQURES D ACIERS INOXYDABLES A ETE ETUDIE. SON INFLUENCE SUR L ETAPE D AMORCAGE ET L ETAPE DE PROPAGATION MESOSCOPIQUE A ETE ABORDEE PAR L ANALYSE STATISTIQUE DES TRANSITOIRES DE COURANT ENREGISTRES EN POTENTIEL LIBRE. UN MAXIMUM DE LA FREQUENCE D AMORCAGE A ETE RELEVE POUR LES TAUX DE DEFORMATION DE 20% EN LAMINAGE ET 10% EN TRACTION. LE CARACTERE NON MONOTONE DE CETTE SENSIBILISATION ET SA GENERALISATION AUX NUANCES DE TYPE FERRITIQUE PERMET D EXCLURE DEFINITIVEMENT LA MARTENSITE D ECROUISSAGE COMME FACTEUR PREMIER. NOUS AVONS PROPOSE UN MODELE INSPIRE DES APPROCHES MECANO-ELECTROCHIMIQUES RECENTES POUR RELIER CE PHENOMENE A UN MAXIMUM D EMPILEMENTS DE DISLOCATIONS. CETTE HYPOTHESE A ETE CONFIRMEE PAR L'ETUDE DE NUANCES AUSTENITIQUES VARIEES ET PAR LA MISE EN EVIDENCE D UNE ACCELERATION DE LA DISSOLUTION A L ETAPE DE PROPAGATION MESOSCOPIQUE POUR LE TAUX DE LAMINAGE DE 20%. EN REVANCHE, LA PROPAGATION MACROSCOPIQUE DE LA PIQURE, ABORDEE EN REGIME DE POTENTIEL IMPOSE EST SOUMISE A UNE ACCELERATION CROISSANTE EN FONCTION DU TAUX DE DEFORMATION. CETTE ETAPE SE REVELE D AVANTAGE LIEE A LA DENSITE GLOBALE DE DISLOCATIONS PLUTOT QU A LEURS STRUCTURES LOCALES. ENFIN, UNE DEGRADATION DES CONDITIONS DE PASSIVITE A ETE MISE EN AVANT AFIN D EXPLIQUER UN RETARD A LA REPASSIVATION AINSI QU UN ACCROISSEMENT DE LA DENSITE DE PIQURES OBSERVEES EN FONCTION DE L ECROUISSAGE.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF

    Ar-implantation on AISI 304 stainless steel against pit initiation processes

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    Ion implantation has been widely used as a surface modification technique to improve surface properties. However, a few works have been performed using argon as implanted element in order to modify the corrosion behaviour of stainless steels (SS). In the present study, the implanted ion was Ar+ at an energy of 80 keV and the implanted dose was in the range of 1 Ă— 1015 to 1 Ă— 1017 Ar+/cm2 in an AISI 304 stainless steel. The surface bombardment with inert gases mainly produces structural changes, modifying topography and morphology. Nevertheless, the surface analysis carried out by X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) shows that Ar-implantation modifies the surface composition of the passive layer and, therefore, the protective properties of the SS. In order to measure these modifications on the corrosion behaviour, electrochemical noise tests at open circuit potential were performed. The results obtained show that Ar-implantation decrease the corrosion resistance of AISI 304 SS and this effect is more important with the increasing implantation dose
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