Sciences et génie des matériaux

ISMME - Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique

DUHAMEL Cécilie

Centre des Matériaux

07/04/2025

Corrosion sous contrainte, oxydation, soudure, déformation plastique

Stress corrosion cracking, oxidation, weld, plastic strain

Ce travail de thèse a pour objectif d'étudier l'effet de la déformation plastique locale sur la sensibilité à l'oxydation et à la corrosion sous contrainte de soudures en alliage à base de nickel en milieu primaire des réacteurs à eau sous pression.

The aim of this thesis is to study the effect of local plastic strain on the susceptibility to oxidation and stress corrosion cracking initiation of nickel-based welds in the primary water of pressurized water reactors.

L'alliage 182 est un alliage austénitique à base de nickel, qui contient entre 14 et 17 % de chrome. C'est un alliage de soudure, qui est proche en composition chimique de l'alliage 600. Ces deux alliages sont avérés sensibles à la fissuration par Corrosion sous Contrainte (CSC) en milieu primaire des Réacteurs à Eau sous Pression (REP).

Pour l'alliage 182, les soudures des Pénétrations de Fond de Cuve (PFC) ou celles des cloisons des Générateurs de Vapeur (GV) ne sont pas contrôlables par ultrasons, faute de technique qualifiée. L'évaluation de leur durée de vie nécessite de détecter la présence de défauts et de pouvoir caractériser leurs dimensions, en particulier leur profondeur. Cette dernière peut être estimée par des contrôles en lien avec des expertises destructives et des simulations numériques. Améliorer la connaissance du comportement en CSC de ces soudures, en particulier dans la couche de surface où peuvent s'amorcer les fissures de CSC, est donc primordial afin de justifier de l'intégrité des composants en service. Les couches superficielles de surface peuvent en effet présenter un écrouissage résiduel, en lien avec les procédés de fabrication et il est admis que la déformation plastique aggrave le risque de CSC de façon générique. Elle est néanmoins difficile à évaluer de manière locale, à l'échelle d'un composant car elle fait intervenir les mécanismes de déformation à l'échelle de la microstructure. Dans le cas des métaux déposés, cette microstructure est grossière, hétérogène et fortement anisotrope. Par conséquent, la déformation plastique locale dépend aussi du procédé de fabrication et du mode de sollicitation.

Depuis plusieurs années, EDF R&D développe des modèles de prévision de la CSC, qui permettent de décrire l'amorçage et la propagation des fissures. Les études les plus récentes ont permis de quantifier l'effet de la déformation plastique sur la sensibilité à la CSC de l'A600. La composition chimique de l'A600 et du A182 est proche et a permis de transposer nombre des dépendances identifiées d'un matériau vers l'autre. Néanmoins, cette approche manque de robustesse du fait de la structure dendritique et multi échelle de l'A182 qui ne conduit pas à une localisation de la déformation plastique similaire. Pour progresser dans la quantification de son effet sur la CSC, des progrès dans la méthodologie d'évaluation de la déformation plastique s'avèrent nécessaires.

Directeur de thèse: Cécilie DUHAMEL
Co-encadrant: Jean-Michel Scherer
Co-encadrant externe: Colette PEREZ

: Ingénieur et/ou Master recherche - Bon niveau de culture générale et scientifique. Bon niveau de pratique du français et de l'anglais (niveau B2 ou équivalent minimum). Bonnes capacités d'analyse, de synthèse, d'innovation et de communication. Qualités d'adaptabilité et de créativité. Capacités pédagogiques. Motivation pour l'activité de recherche. Projet professionnel cohérent.

Pré-requis (compétences spécifiques pour cette thèse) :
Master recherche ou ingénieur en science des matériaux et/ou mécanique. Capacité à effectuer des travaux expérimentaux indispensable. Des compétences en calcul numérique et /ou en corrosion seraient un plus.



Pour postuler : Envoyer votre dossier à recrutement_these@mat.mines-paristech.fr comportant
• un curriculum vitae détaillé
• une copie de la carte d'identité ou passeport
• une lettre de motivation/projet personnel
• des relevés de notes L3, M1, M2
• 2 lettres de recommandation
• les noms et les coordonnées d'au moins deux personnes pouvant être contactées pour recommandation
• une attestation de niveau d'anglais

Engineer and / or Master of Science - Good level of general and scientific culture. Good level of knowledge of French (B2 level in french is required) and English. (B2 level in english is required) Good analytical, synthesis, innovation and communication skills. Qualities of adaptability and creativity. Teaching skills. Motivation for research activity. Coherent professional project.

Prerequisite (specific skills for this thesis):
Master's degree in research or engineer in materials science and/or mechanics. Ability to carry out experimental work essential. Skills in numerical calculation and/or corrosion would be a plus.



Applicants should supply the following :
• a detailed resume
• a copy of the identity card or passport
• a covering letter explaining the applicant's motivation for the position
• detailed exam results
• two references : the name and contact details of at least two people who could be contacted
• to provide an appreciation of the candidate
• Your notes of M1, M2
• level of English equivalent TOEIC
to be sent to recrutement_these@mat.mines-paristech.fr

Ce sujet offre au candidat l'opportunité de traiter une problématique industrielle selon une démarche scientifique pluridisciplinaire, combinant métallurgie, mécanique, physico-chimie et modélisation numérique. Les compétences acquises pourront ainsi être facilement valorisées dans la poursuite d'une carrière industrielle ou académique.

L'objectif de la thèse est double :
(i) Définir une méthodologie permettant d'estimer la déformation plastique locale au sein d'une soudure en A182.
(ii) Déterminer l'influence de la déformation plastique locale sur les différentes étapes du mécanisme phénoménologique de la CSC (oxydation des joints de grains, amorçage de fissure et propagation).

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CIFRE ANRT

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