Lancement du projet COMEHT pour l’étude de la corrosion à haute température

L’IRT M2P et ses partenaires industriels (APERAM, CEA, Safran Tech, Safran Aircraft Engines, Safran Helicopters Engines, Saint-Gobain, Veolia) et académiques (Centre des Matériaux - Mines Paris, Institut Jean Lamour - Université de Lorrain, CIRIMAT - Université de Toulouse, Université de technologie de Compiègne, ESME Lyon) viennent de lancer le projet COMETH pour une durée de 5 ans et un budget de 4.7M€.

La corrosion à chaud des matériaux métalliques est l’une des principales causes de dégradation des pièces des turbines aéronautiques et terrestres ainsi que des composants des unités de valorisation énergétique. Cette forme de dégradation souvent plus sévère que de l’oxydation sèche se traduit par la formation d’un dépôt corrosif à la surface des pièces et attaque le matériau et sa couche d’oxyde protectrice.

L’objectif du projet COMEHT est de développer une plateforme innovante d’essai dédiée à la corrosion haute température et de générer une base de données expérimentales sur la corrosion afin de modéliser et caractériser la durabilité des matériaux sollicités en conditions extrêmes à haute température. Unique au monde, cet équipement situé à Uckange regroupera l’ensemble des briques technologiques existantes au sein d’une même plateforme permettant de réaliser tout type de manipulation et d’essais à température constante ou en cyclage thermique grâce notamment à des bancs brûleurs (gaz, kérozène, hydrogène) et un banc de fatigue-corrosion à chaud. Cet outil original permettra de tester simultanément un grand nombre d’échantillons ou des pièces industrielles de grande taille.

COMETH s’inscrit dans la continuité de l’étude de faisabilité CorrHT achevée en février 2022. Son objectif était de définir les conditions de mise en œuvre de cette plateforme technologique permettant de reproduire et comprendre les mécanismes de corrosion des matériaux sollicités en conditions extrêmes, et principalement à haute température, en vue de choisir et développer des alliages plus durables. Le projet se décline en 6 principaux axes d’études qui devront permettre d’étudier les effets de la corrosion à chaud et de l’oxydation à haute température, ainsi que les effets de la composition chimique des sels et des gaz sur la résistance à la corrosion et les propriétés mécaniques des matériaux tels que les métaux et les céramiques dans différents milieux :
 

• Corrosion en milieu incinérateur de déchets dont les pièces métalliques tels que les échangeurs de chaleur constitués d’inox sont exposés à des gaz de combustion corrosifs pouvant véhiculer des particules solides constituées de sels et de cendres;
• Corrosion en milieu turbine aéronautique, provoquée par des dépôts  de sulfates de sodium sur les pièces de turbines dans une atmosphère soumise à des températures extrêmes entre 500 et 900 °C;
• Corrosion en milieu sels fondus à base de chlorures ou de nitrates pouvant être utilisés en tant que fluide caloporteur et combustible dans les réacteurs nucléaires et centrales solaires;
• Corrosion engendrée par le procédé de réduction direct du minerai de fer utilisé en vue de limiter l’impact de la production d’acier (actuellement 8% des émissions mondiales de CO₂) mais relativement gourmand en hydrogène;
• Corrosion en milieu combustion H₂ liée aux quantités importantes de vapeur d’eau générées par la combustion des moteurs à hydrogène et à la présence de sel (NaCl). Cela correspond en pratique au survol d’un océan ou d’une mer par un avion;
• Une étude sera également menée sur les Mécanismes d’oxydation intergranulaire, et phénomènes de dégradation des matériaux et de leurs propriétés mécaniques à la suite d’une oxydation intergranulaire qu’il est possible de rencontrer dans les différents milieux. Cela concerne aussi bien les superalliages que les aciers.