Contexte
L’Andra pilote le projet Cigéo (Centre industriel de stockage géologique), qui vise le stockage géologique profond des déchets radioactifs de haute activité (HA) et de moyenne activité à vie longue (MA‑VL) au sein de la formation argileuse du Callovo-Oxfordien, située à environ 500 mètres de profondeur. Le concept de stockage repose sur un système à barrières multiples, incluant un chemisage en acier au carbone inséré dans des micro‑tunnels afin d’accueillir des conteneurs de déchets nucléaires vitrifiés. En phase d’exploitation, les chemisages et les colis de déchets seront exposés à des conditions environnementales évolutives, allant d’atmosphères humides et aérées à des conditions saturées en eau et désaérées, tout en étant soumis aux rayonnements ionisants émis par les déchets. La radiolyse induite par les rayonnements gamma des éléments de l’air et de l’eau peut conduire à la formation d’espèces oxydantes et acides susceptibles d’influencer le comportement à la corrosion de l’acier au carbone. Dans ce contexte, l’Andra et l’Institut de la Corrosion ont développé de nouveaux capteurs de corrosion basés sur de mesures de résistance électrique (ER), spécialement conçus pour les environnements du stockage géologique profond. Cette étude présente une partie des résultats de qualification de ces capteurs ER sous irradiation gamma, ainsi que des mesures en temps réel de la vitesse de corrosion d’un acier au carbone sous irradiation.
Moyens
Sept capteurs ER constitués de pistes métalliques de 25 µm en acier AISI 1010 ont été utilisés au cours de cette étude. Parmi eux, six ont été installés dans une cellule d’irradiation (ASNR Paris‑Saclay), à différentes distances d’une source de Cobalt‑60, afin d’être soumis à trois doses d’irradiation distinctes (0,25, 0,50 et 1,00 MGy). Les capteurs ont été exposés successivement à une phase sans irradiation, puis à une phase sous irradiation pendant plusieurs semaines, avant de revenir à une phase sans irradiation. Un septième capteur, positionné à l’extérieur de la cellule, a été utilisé comme témoin non irradié. La température et l’humidité relative ont été suivies en continu à l’intérieur de la cellule. Les transmetteurs et l’enregistreur de données, situés hors de la chambre d’irradiation, ont mesuré en continu la résistance électrique des capteurs ER, permettant ainsi le calcul en temps réel de la profondeur et de la vitesse de corrosion.
Principaux résultats
Des capteurs de corrosion basés sur la résistance électrique (ER), développés dans le cadre du projet Cigeo relatif au stockage géologique profond des déchets radioactifs de haute activité, ont été qualifiés sous conditions d’irradiation. Les capteurs ER utilisés dans cette étude, constitués d’acier au carbone AISI 1010 sous forme de pistes minces (25 µm), ont été exposés à des conditions atmosphériques sous trois niveaux de dose de rayonnement distincts (0,25, 0,50 et 1,00 MGy), à l’aide d’une source de rayons γ au Cobalt‑60. Les résultats montrent que les capteurs ER développés restent fiables même sous des conditions fortement ionisantes, sans dégradation significative de leurs performances de mesure. Bien que des niveaux d’humidité relative faibles, compris entre 45 % et 60 %, aient été enregistrés, les données fournies par les capteurs ER indiquent que les conditions générées sous irradiation induisent la corrosion de l’acier au carbone AISI 1010, avec la mise en évidence d’un effet potentiel de la dose sur la vitesse de corrosion de l’acier.