Etude du Comportement des COlonies de FIssures Courtes de corrosion sous contrainte – ECCOFIC

L'objectif ultime de ce projet est de développer une méthodologie d'évaluation de la durée de vie de composants susceptibles de fissurer par corrosion sous contrainte plus réaliste que les méthodologies actuellement disponibles, en vue d'une application pour les réacteurs à eau sous pression (REP). Actuellement les durées de vie d’une installation industrielle susceptible de fissurer par Corrosion Sous Contrainte (CSC) sont évaluées à partir de deux types de données (essais de laboratoire) : le temps d'amorçage de la première fissure et la vitesse de propagation de fissures longues. Or, en pratique, il est fréquent que la formation de fissures longues provienne de processus d'amorçage multiple, de propagation et de coalescence de colonies de fissures courtes qui peuvent constituer une part importante de la durée de vie des composants. La méthodologie actuelle prédit dans ce cas des durées de vie très sous estimées et conduit donc à des coûts de maintenance non optimisés que le projet actuel pourrait contribuer à réduire.
Ce problème a été largement étudié dans le cas de la fissuration par l’extérieur des canalisations enterrées (pipelines) et des modèles ont été construits pour prédire le comportement des fissures courtes et leur coalescence en fissures longues à propagation rapide. Ce type de modèle est spécifique de chaque couple matériau-milieu et demande un support expérimental pour acquérir les données de base (évolution dans le temps de la fréquence d'amorçage des fissures, conditions, vitesse de propagation des fissures courtes et conditions de leur interaction et de leur coalescence). Des données préliminaires obtenues pour l'alliage 600 en milieu primaire de REP montrent que le modèle développé pour les canalisations enterrées ne peut être appliqué directement, et que son amélioration requiert l'acquisition rapide et précise des données nécessaires à la construction de modèles d'amorçage, de propagation, d'interaction et de coalescence de fissures de CSC.
D’un point de vue expérimental, la technique retenue est la technique de Corrélation d'Images Digitales (DIC) qui permet de réaliser des cartographies de déplacements successives d'une surface et de détecter les fissures par des "anomalies" locales de déformation. Outre l'intérêt de détecter des fissures et d'en déterminer la longueur en fonction du temps, la technique permet aussi d'en estimer l'ouverture et de remonter ainsi aux sollicitations mécaniques locales, déterminantes dans le cas de multi-fissurations. Elle sera couplée à des techniques plus classiques de détection et de suivi de la CSC, telles que le bruit électrochimique (EN) et l’émission acoustique (EA). Sa mise en œuvre nécessitera la mise en place de hublots sur les autoclaves.
L’approche expérimentale sera accompagnée d’une démarche de modélisation des interactions mécaniques 3D des fissures qui conduira à la simulation du comportement des composants à risque.
Le principal intérêt de cette approche pour les REP est la fissuration sous contrainte en milieu primaire de composants épais en alliage 600 (traversées de fond de cuve, supports de cœur, etc..), et, dans une moindre mesure la fissuration des aciers inoxydables en milieu primaire nominal et contaminé par des impuretés et de l'oxygène dissous.
L'objectif final est le développement d'une modélisation de l’amorçage, de la propagation de l'interaction et de la coalescence de colonies de fissures courtes en vue d'une prédiction plus réaliste (i.e. fiable mais moins "conservative") de la durée de vie de composants susceptibles de périr par CSC. Un tel modèle doit contribuer à optimiser les opérations d'examens non destructifs et ainsi à diminuer les coûts de maintenance des composants à risque.