Essais de corrosion pour les énergies bas carbone
Transport et stockage de l’hydrogène sous haute pression
Contexte
L’hydrogène représente l’un des vecteurs énergétiques les plus prometteurs pour la décarbonation de l’industrie et du transport. Cependant, sa manipulation sous haute pression expose les matériaux à des phénomènes de fragilisation spécifiques — absorption d’hydrogène, fissuration sous contrainte, fatigue accélérée — qui constituent des risques critiques pour l’intégrité des infrastructures. L’Institut de la Corrosion dispose d’une infrastructure de pointe pour évaluer le comportement des matériaux sur l’ensemble de la chaîne de valeur : production, transport, stockage et utilisation.
Nos missions
- Évaluer la résistance des matériaux à la fragilisation par l’hydrogène dans des conditions représentatives du service.
- Caractériser les mécanismes de dégradation sous hydrogène pur ou contaminé.
- Contribuer à la qualification des matériaux et composants pour les infrastructures hydrogène.
- Développer des protocoles d’essai adaptés aux besoins spécifiques de la filière.
Nos services
- Essais de ténacité sous pression (ASTM E1820, ASTM F1624)
- Essais mécaniques sous pression d’hydrogène (traction, fluage, fatigue)
- Essais de propagation de fissure en fatigue (ASTM E647)
- Expositions en autoclave sous pression d’hydrogène
- Essais de perméation à travers métaux, composites et polymères
- Évaluation des matériaux à températures cryogéniques (jusqu’à -150 °C)
- Essais avec impuretés (H₂S, humidité, CO) pour simuler des conditions réelles
- Développement de bancs d’essai sur mesure pour composants réels
- Conseil, sélection de matériaux et analyse de défaillance
Pour une présentation détaillée de nos protocoles et équipements dédiés à l’hydrogène, consultez notre page Infrastructures d’essai sous hydrogène gazeux.
Contactez-nous : st.etienne@institut-corrosion.fr
Stockage des déchets radioactifs : corrosion en milieu nucléaire
Contexte
Le stockage à long terme des déchets nucléaires constitue l’un des défis les plus complexes en matière de corrosion : les matériaux de conditionnement doivent assurer leur intégrité sur des échelles de temps pluriséculaires, dans des environnements géochimiques confinés et difficilement accessibles. Argilites, granite, eaux interstitielles — ces milieux souterrains exercent des agressions lentes mais continues sur les structures métalliques et cimentaires. À ces phénomènes s’ajoute l’activité microbiologique, souvent sous-estimée mais potentiellement déterminante dans les environnements de stockage profond. L’Institut de la Corrosion apporte une contribution scientifique rigoureuse pour comprendre et modéliser l’ensemble de ces phénomènes, en appui des acteurs de la gestion des déchets radioactifs.
Nos missions
- Étudier les mécanismes de corrosion lente et différée des matériaux de conditionnement en environnement géochimique profond.
- Évaluer les cinétiques de corrosion sur le long terme dans des milieux confinés et complexes.
- Caractériser et quantifier l’influence des microorganismes sur la corrosion des matériaux de stockage (MIC — Microbially Influenced Corrosion).
- Fournir des solutions de surveillance en temps réel de la corrosion et des paramètres environnementaux au sein des installations de stockage.
- Contribuer aux programmes de recherche nationaux et internationaux sur la sûreté du stockage des déchets radioactifs.
Nos services
- Essais en enceintes dédiées reproduisant les conditions des stockages profonds (argile, granite, eau interstitielle)
- Suivi électrochimique in situ des cinétiques de corrosion
- Évaluation du comportement des matériaux métalliques (acier, cuivre, alliages) et cimentaires
- Évaluation de la corrosion influencée par les microorganismes (MIC), en partenariat avec Corrodys
- Fourniture de solutions de capteurs de corrosion et d’environnement en temps réel (potentiel de corrosion, température, pH…) au sein des infrastructures de stockage
- Participation à des programmes de R&D collaboratifs (projets nationaux de type ANDRA)
- Conseil et expertise technique en sélection de matériaux pour applications nucléaires
Pour une présentation détaillée de nos protocoles et équipements dédiés aux études de corrosion dans les sols, consultez notre page laboratoire sol
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L’ammoniac (NH₃) comme vecteur énergétique : corrosion et compatibilité des matériaux
Contexte
L’ammoniac suscite un intérêt croissant comme vecteur de transport de l’hydrogène en phase liquide et comme carburant alternatif pour la décarbonation du transport maritime et de la production d’énergie. Sa manipulation implique cependant des risques spécifiques de corrosion sous contrainte et de compatibilité matériaux qui nécessitent une évaluation rigoureuse. Depuis 2024, l’Institut de la Corrosion est l’un des rares laboratoires européens à disposer d’une installation dédiée à Saint-Étienne pour les essais de corrosion et de compatibilité matériaux en ammoniac liquide et gazeux, conçue avec toutes les mesures de sécurité requises.
Nos missions
- Évaluer la compatibilité des matériaux avec l’ammoniac liquide et gazeux dans des conditions représentatives des applications industrielles.
- Étudier les mécanismes de corrosion sous contrainte induits par l’ammoniac.
- Accompagner la qualification des matériaux et composants pour les filières de transport, de stockage et de combustion de l’ammoniac.
- Développer des essais sur mesure pour composants à l’échelle réelle.
Nos services
- Expositions en phase liquide jusqu’à 40 bar (-40 °C à +70 °C)
- Expositions en phase gazeuse sous flux constant avec variation de composition (-20 °C à +70 °C)
- Essais en autoclave batch jusqu’à 350 bar et 350 °C
- Essais de traction lente et à charge ondulée jusqu’à 700 bar et -150 °C
- Essais de perméation (métaux, polymères, composites)
- Essais haute température en four tubulaire pour atmosphères de combustion (jusqu’à 1 200 °C)
- Développement d’essais full-scale reproduisant les conditions de terrain
- Conseil, sélection de matériaux et analyse de défaillance
Pour une présentation détaillée de nos protocoles et équipements dédiés à l’ammoniac, consultez notre page Infrastructures d’essai dans l’ammoniac liquide et gazeux
Contactez-nous : st.etienne@institut-corrosion.fr
CCUS (Captage, Utilisation et Stockage du CO₂)
Contexte
Dans le contexte des essais de corrosion pour les énergies bas carbone, les technologies CCUS représentent un des défis majeurs pour la durabilité des matériaux.
Les technologies de captage et de stockage du CO₂ (CCUS) jouent un rôle central dans les stratégies de décarbonation industrielle. Cependant, le CO₂ capté peut contenir des impuretés — H₂S, SO₂, H₂O — qui, combinées aux conditions de pression élevée, génèrent des milieux particulièrement corrosifs pour les matériaux des équipements de compression, de transport et de stockage. L’Institut de la Corrosion dispose des équipements nécessaires pour reproduire ces environnements et évaluer la résistance des matériaux métalliques et polymères.
Nos missions
- Évaluer la tenue à la corrosion des matériaux dans les environnements CO₂ pressurisés, purs ou contaminés.
- Caractériser les mécanismes de dégradation spécifiques aux conditions CCUS (CO₂ dense, supercritique).
- Accompagner la qualification des matériaux et revêtements pour les infrastructures de captage, transport et stockage.
- Contribuer aux programmes de R&D sur la sûreté et la durabilité des technologies CCUS.
Nos services
- Essais d’immersion sous CO₂ gazeux, dense ou supercritique
- Évaluation de la corrosivité en présence d’impuretés (H₂S, SO₂, H₂O, O₂)
- Électrochimie sous pression (courbes de polarisation, EIS)
- Évaluation de la fissuration sous contrainte
- Tests de tenue des revêtements et peintures en environnement CO₂
- Conseil et sélection de matériaux pour applications CCUS
Pour une présentation détaillée de nos protocoles et équipements dédiés aux conditions CCUS, consultez notre page Infrastructures d’essai sous gaz toxiques.
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Électrolyse de l’eau à basse température
Contexte
La production d’hydrogène décarboné par électrolyse de l’eau à basse température, via les technologies PEM (membrane échangeuse de protons), AEM (membrane échangeuse d’anions) et AEL (électrolyse alcaline), est au cœur de la stratégie de décarbonation industrielle européenne. Ces technologies font intervenir des composants complexes (plaques bipolaires, couches de transport poreux, catalyseurs) soumis à des conditions électrochimiques sévères pouvant générer de la corrosion, de la dissolution et une dégradation prématurée. L’Institut de la Corrosion développe des méthodes d’évaluation adaptées pour accompagner les fabricants d’électrolyseurs et de leurs composants dans l’amélioration de la durabilité de leurs systèmes.
Nos missions
- Évaluer le comportement à la corrosion des composants d’électrolyseurs PEM, AEM et AEL.
- Développer des revêtements anticorrosion innovants (non-PGM, non-CRM) et caractériser leurs performances.
- Étudier les relations entre les propriétés des revêtements, leur durabilité et leur résistance interfaciale de contact (ICR).
- Contribuer à l’amélioration de la durabilité des électrolyseurs par des essais de longue durée (>1000h).
Nos services
- Essais de corrosion ex situ sur composants d’électrolyseurs : plaques bipolaires (BPP), couches de transport poreuses (PTL), couches de micropores (MPL), revêtements anti-corrosion, catalyseurs.
- Tests de longue durée (> 1 000 heures), accelerated stress tests (AST)
- Caractérisation électrochimique : courbes de polarisation, chronoampérométrie, spectroscopie d’impédance (EIS) …
- Développement et évaluation de revêtements anticorrosion par électrodéposition et autres techniques à pression ambiante.
- Mesure de la résistance interfaciale de contact (ICR) des BPP, des PTL et de leurs revêtements.
- Conseil en sélection de matériaux et de traitements de surface pour composants d’électrolyseurs.
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Questions fréquentes
1. Qu’est-ce que la fragilisation par l'hydrogène ?
La fragilisation par l'hydrogène est un phénomène de dégradation des propriétés mécaniques des métaux causé par l'absorption d'hydrogène. Elle se traduit par une perte de ductilité et une sensibilité accrue à la fissuration sous contrainte. Elle constitue un risque critique pour les infrastructures hydrogène (pipelines, réservoirs, électrolyseurs).
2. Quels types d'essais réalisez-vous pour qualifier les composants d'un électrolyseur PEM, AEM ou AEL ?
Nous réalisons des essais ex situ sur les revêtements et matériaux pour plaques bipolaires (BPP) et couches de transport poreuses (PTL) : courbes de polarisation, spectroscopie d'impédance (EIS) et mesure de la résistance interfaciale de contact (ICR) pour des essais avec une durée supérieure à 1000h. Ces essais permettent d'évaluer la durabilité des matériaux et en particulier les revêtements anti-corrosion non-PGM.
3. Quels matériaux sont compatibles avec l'ammoniac liquide ?
La compatibilité des matériaux avec l'ammoniac dépend fortement de la pureté, de la température et de la pression de service. Les aciers à haute résistance sont particulièrement sensibles à la corrosion sous contrainte en présence d'ammoniac. L'Institut de la Corrosion réalise des essais de qualification matériaux dans des conditions représentatives de votre application.
4. Comment évaluer la corrosion dans les systèmes CCUS ?
Les systèmes CCUS exposent les matériaux au CO₂ dense ou supercritique, souvent contaminé par H₂S, SO₂ ou H₂O. Nos laboratoires reproduisent ces conditions et évaluent la résistance à la corrosion par immersion sous pression, électrochimie sous pression et essais de fissuration sous contrainte.