Améliorer la durée de vie des pièces d'avion
L'augmentation de la durée de vie utile des pièces d'avion peut réduire les coûts de maintenance, ce qui peut être important si l'on considère que toute modification...
La Société de gestion des déchets nucléaires (SGDN) prévoit enfouir le combustible usé du Canada dans un dépôt géologique profond. La qualification d’un conteneur plus sûr et moins coûteux pour le combustible nucléaire usé pourrait permettre d’économiser deux milliards de dollars sur le coût du dépôt géologique de la SGDN, et des effets similaires pourraient être obtenus pour d’autres pays nucléaires.
Le professeur James Noël, lauréat du prix du professeur distingué, est parrainé par la SGDN pour mener des recherches sur le caractère approprié de ces nouveaux conteneurs, qui sont recouverts d’environ 3 mm de cuivre électroplaqué ou pulvérisé à froid. M. Noël a utilisé la réflectométrie neutronique à l’ancien Centre canadien de faisceaux de neutrons pour obtenir des résultats indispensables sur l’intégrité des conteneurs proposés dans des conditions géologiques. Ses conclusions ont été d’un grand intérêt pour la SGDN et ses homologues dans d’autres pays. Il a ainsi été invité à participer avec la SGDN à des échanges de connaissances avec les homologues de la SGDN en Suède, en Finlande, en Suisse, au Japon, en Corée du Sud et à Taïwan sur la mise au point de conteneurs plus résistants à la corrosion et présentant un risque de défaillance moindre.
James Noël a ensuite été invité à participer à la procédure d’autorisation de la construction du dépôt géologique de la Société suédoise de gestion du combustible et des déchets nucléaires (SKB). Cette décision d’autorisation a été retardée dans l’attente de réponses aux questions relatives à la corrosion soulevées par l’organisme suédois de réglementation nucléaire, la Cour suédoise en matière d’environnement et le gouvernement suédois : Existe-t-il une possibilité de corrosion par piqûres provoquée par les ions sulfure? Quelles sont la sensibilité, la nature et la profondeur maximale de la corrosion microgalvanique du cuivre? Comment ces facteurs peuvent-ils influer sur le dossier de sécurité?
SKB s’est tournée vers M. Noël pour obtenir des réponses et a reçu suffisamment de renseignements scientifiques pour satisfaire la Cour. Le permis a été accordé en janvier 2022.
Ce succès a suscité un intérêt mondial pour les recherches de M. Noël sur la corrosion, pour lesquelles l’accès aux techniques neutroniques, en particulier la réflectométrie neutronique, est vital. M. Noël est actuellement titulaire d’une subvention Alliance du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie de trois millions de dollars avec trois autres chercheurs principaux, ainsi qu’avec la SGDN et ses homologues en Suède, en Suisse et au Japon, pour des recherches visant à aider le Canada et ces autres pays à mettre en place leurs dépôts. Il a aussi dirigé un projet d’excellence en recherche du Fonds pour la recherche en Ontario de 12 millions de dollars avec la SGDN et 13 autres chercheurs principaux de cinq universités pour comprendre de manière holistique les processus interdépendants dans un système d’évacuation des déchets nucléaires (la chimie, l’électrochimie, les processus de transport, la microbiologie, la science des surfaces, l’ingénierie des matériaux et le génie civil). En outre, il participe à l’une des sept subventions du volet Transformation du fonds Nouvelles frontières en recherche de 2020 (24 millions de dollars), qui finance le développement de revêtements anticorrosion mettant à profit une nouvelle méthode de liaison aux surfaces métalliques.
James Noël se sert de la réflectométrie neutronique pour examiner la résistance à la corrosion de différents revêtements, pour déterminer si l’absorption d’hydrogène peut entraîner une fragilisation (l’hydrogène peut être produit par la corrosion ou la radiolyse de l’eau) et pour déterminer si des molécules d’hydrogène peuvent se former à l’intérieur du métal et endommager les revêtements. M. Noël utilise la réflectométrie neutronique pour suivre l’évolution de ces paramètres à la fois in situ et de manière non destructive, et dans des conditions physiques, électrochimiques et environnementales changeantes. La réflectométrie neutronique est la seule technique qui présente une sensibilité satisfaisante aux atomes d’hydrogène pour déterminer leurs quantités et leurs emplacements dans les revêtements. M. Noël utilise également un éventail d’autres techniques neutroniques, telles que le profilage en profondeur par neutrons, l’imagerie et la diffraction, pour obtenir des renseignements complémentaires.
James Noël conjugue ses efforts avec les professeures Samantha Gateman et Lyudmila Goncharova de l’Université Western. Ces chercheuses utilisent aussi des faisceaux de neutrons pour faire avancer leurs projets de recherche essentiels sur la corrosion et l’intégrité des conteneurs de déchets nucléaires résistants à la corrosion dans des conditions géologiques. Mme Gateman vient d’être embauchée en tant que titulaire de la chaire de recherche de la SGDN sur les réactions chimiques provoquées par les radiations, une nomination rendue possible grâce à un don de 1,1 million de dollars de la SGDN. L’accès aux faisceaux de neutrons lui permettrait d’étudier comment les contraintes induites lors de la pulvérisation thermique de matériaux métalliques influent sur la réactivité locale à la corrosion du revêtement obtenu.
