La corrosion des matériaux enfin visible dans les systèmes de sel fondu

Des chercheurs américains ont mis au point une nouvelle technique permettant, pour la première fois, d’observer directement la corrosion des matériaux dans un système de sel fondu à haute température. Cette avancée permettrait l’acquisition de données pour la conception de systèmes énergétiques durables, comme les réacteurs nucléaires de nouvelle génération, le stockage d’énergie thermique et les centrales solaires à concentration.

L’équipe de chercheurs, dirigée par Adrien Couet, professeur associé en ingénierie nucléaire et physique de l’ingénierie à l’Université du Wisconsin-Madison, a détaillé sa méthode dans un article publié dans la revue Nature Communications.

La technique exposée repose sur la spectrométrie gamma pour suivre précisément la corrosion et le transport des matériaux dans un système complexe de sel fondu en écoulement, sans être affecté par les défis liés à la surveillance d’un environnement dynamique à haute température.

Le sel fondu, ou liquide, présente un grand intérêt pour l’énergie solaire en raison de sa capacité à stocker la chaleur du soleil pour une utilisation ultérieure. Les réacteurs nucléaires avancés pourraient également utiliser le sel fondu comme réfrigérant, ce qui les rendrait potentiellement plus petits, plus sûrs et plus économiques que les centrales nucléaires actuelles. Cependant, le sel fondu est hautement corrosif, ce qui entraîne une usure des métaux en contact avec lui.

Grâce à leur technique, les chercheurs ont pu mesurer le taux de récession de l’acier inoxydable et ont également découvert que le matériau se corrodait principalement d’une manière inattendue par rapport aux études de corrosion classiques sans traceurs in-situ. Ces données sont essentielles pour aider les concepteurs à planifier des systèmes énergétiques utilisant du sel fondu qui peuvent s’adapter à la corrosion des matériaux, ainsi que pour concevoir et tester des matériaux qui se corrodent moins.

Adrien Couet souligne l’importance du travail d’équipe parmi les collaborateurs pour surmonter les défis logistiques posés par ce projet. Les chercheurs ont dû réaliser diverses étapes du processus dans plusieurs installations du campus de l’UW-Madison, y compris dans des laboratoires équipés des blindages anti-radiation nécessaires, et tout cela en moins d’une semaine pour garantir la détection des rayons gamma pendant une durée utile.

Légende illustration : Le co-auteur de l’article, Cody Falconer (MSMSE ’20, PhDMSE ’22), qui travaille maintenant chez TerraPower, un collaborateur industriel de ce projet, est photographié avec la boucle de sel fondu dans le laboratoire avec les détecteurs de rayons gamma. Photo avec l’aimable autorisation d’Adrien Couet.

L’équipe a détaillé sa méthode dans un article publié le 10 avril 2024 dans la revue Nature Communications.