Le conditionnement de déchets nucléaires à haute activité et vie longue devra comporter plusieurs barrières pour isoler les radionucléides de l'environnement pendant la durée requise par le stockage. L'une de ces barrières est un sur-conteneur en acier qui se corrodera extrêmement lentement, pendant plusieurs milliers d'années.
Alors que des expériences de terrain se poursuivent à l'Andra en Meuse/Haute-Marne, des chercheurs de l'Iramis modélisent ces processus de long terme en s'appuyant sur des expériences de laboratoire et sur l'étude d'analogues archéologiques corrodés depuis plusieurs siècles. Ils ont en particulier analysé à Saclay la corrosion d'un acier modèle dans les conditions de stockage en croisant plusieurs techniques complémentaires : microscopie électronique à transmission et à émission de champ, microscopie à balayage en transmission par rayons X.
Il est connu que l'acier se corrode en formant des carbonates de fer plus ou moins poreux. Mais entre l'acier et ces produits de corrosion, les analyses de l'Iramis mettent en évidence une couche submicronique d'oxydes de fer (magnétite et maghémite). Son épaisseur varie de quelques dizaines de nanomètres au micromètre en fonction de la compacité de l'argile environnant. Selon l'étude, c'est cette discrète interface qui contrôle la vitesse de corrosion de l'acier.
Crédit C. Dupont/CEA