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SISMA Seminar

Dans le cadre du stockage souterrain en site profond des déchets nucléaires, solution choisie par la France, des déchets à vie longue sont collectés dans des containers d’acier et stockés dans un milieu aqueux. Une modélisation fine de la corrosion de l’acier est alors nécessaire, à la fois pour anticiper sa dégradation, et surtout pour anticiper la production de dihydrogène issue de la réaction chimique. Dans cet exposé, on s’intéresse à l’évolution de la couche d’oxyde (magnétite) à la surface d’un bloc d’acier plongé dans un milieu aqueux. Des porteurs de charges (cations ferriques, électrons et lacunes d’oxygènes) se déplacent dans la structure cristalline de l’oxyde et s’échangent avec la solution et le métal, faisant évoluer la géométrie de la couche d’oxyde et sa composition dans le temps. Nous proposons un modèle unidimensionnel de type Nernst-Planck-Poisson permettant de modéliser l’évolution de la couche d’oxyde au cours du temps en faisant attention à ce que le modèle encode le second principe de la thermodynamique, contrairement au modèle référence de l’état de l’art. Dans le cas simplifié ou l’on néglige le déplacement des lacunes d’hydrogène (et donc l’évolution géométrique de la couche d’oxyde), nous montrons l’existence d’une solution à notre modèle. L’analyse s’appuie sur la décroissance de l’énergie libre au cours du temps, ainsi que sur des bornes uniformes obtenues par itérations de Moser.