Rôle de l'hydrogène sur le gonflement sous irradiation des aciers austénitiques inoxydables : microstructure et nanomécanique – HYDROSWAN

L'allongement de la durée de vie des réacteurs nucléaires actuels fait partie de la stratégie de lutte contre le réchauffement climatique par la réduction des émissions de CO2. Le gonflement est un phénomène de dégradation potentiellement limitant pour la durée de vie du parc de réacteurs à eau pressurisée (REP). Le gonflement se traduit par un changement macroscopique du volume et par la formation et la croissance de cavités remplies d'hélium et d'hydrogène à l’échelle microscopique. Il provoque d'abord un durcissement, puis un adoucissement (une augmentation ou une diminution de la limite d'élasticité respectivement) et enfin une rupture quasi-fragile des composants en aciers inoxydables austénitiques pour des niveaux de gonflement supérieurs à 5 %. L'augmentation de la limite d'élasticité dépend de la force d'obstacle des défauts étendus comme les cavités. Le gonflement est aussi impliqué, via le gonflement différentiel et les cavités intergranulaires, dans la rupture de ces aciers par corrosion sous contrainte induite par l'irradiation. La communauté scientifique s'est surtout attachée à comprendre le rôle de l'He sur le gonflement, mais il semble que l'He et l'H aient un effet synergique et que les mécanismes sous-jacents ne soient pas encore bien définis, notamment en raison du manque de données disponibles dans la littérature. Par conséquent, le rôle de l'H sur le gonflement des internes de REP doit être isolé. Pour ce faire, des irradiations aux ions double et triple faisceaux à différentes doses seront effectuées pour reproduire les microstructures obtenues en REP. La sonde atomique tomographique (SAT) et la microscopie électronique en transmission (MET) seront utilisées, en parallèle et de manière corrélative, pour caractériser quantitativement les cavités. Les forces d'obstacles seront mesurées lors d'essais de traction in situ dans un MET pour servir de données d'entrée à la simulation et reliées au durcissement mesuré par micro-compression de piliers.