Laboratoire
Laboratoire d’Etude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux (LEM3-UMR CNRS 7239)
7 rue Félix Savart F-57070 Metz
www.lem3.univ-lorraine.fr
Contexte et objectifs
Dans le cadre du projet français de centre de stockage géologique profond des déchets radioactifs (Cigéo) il est prévu de stocker les déchets de Haute Activité (HA) dans des micro-tunnels horizontaux appelés alvéoles de stockage. Ces micro-tunnels sont équipés d’un tube en acier appelé chemisage qui a pour fonction principale de permettre la mise en place et le retrait éventuel des colis de déchets pendant a minima 100 ans. Celui-ci doit donc rester stable mécaniquement pendant cette période et être dimensionné au flambage ou à la ruine plastique, en intégrant les dommages susceptibles d’apparaitre au cours de la vie de l’ouvrage.
Les alvéoles de stockage de déchets HA visent, par conception, à maintenir les différents composants métalliques qui les constituent (chemisage et conteneur de stockage) en régime de corrosion généralisée homogène ou faiblement hétérogène. L’injection d’un matériau cimentaire entre le chemisage et la roche hôte, favorise la passivation de l’acier. Toutefois, une passivation imparfaite peut conduire à une corrosion non uniforme.
L’objectif de la thèse est de prendre en compte l’impact de ce type de corrosion sur le comportement mécanique du chemisage et notamment son endommagement : entrée en plasticité et flambage. L’enjeu essentiel est de représenter explicitement la propagation hétérogène de fronts de corrosion en face externe du chemisage. Cette propagation pourra être de nature aléatoire spatialement et en termes de cinétique et se traduire par l’apparition de motifs périodiques en surface. Les travaux comporteront un volet expérimental et un volet numérique visant à coupler endommagement par corrosion et comportement mécanique. Les travaux de modélisation s’appuieront sur des données expérimentales disponibles pour ce qui concerne la caractérisation de la corrosion (taille des zones concernées, répartition, différence de cinétiques). Pour la caractérisation du comportement mécanique, des essais sur éprouvettes et maquettes à échelle réduite, notamment pour caractériser la tenue au flambage sous pression externe en tenant compte du confinement, seront à mettre en œuvre.
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