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Fil d'Info Science

Une nouvelle doctorante d'IFPEN récompensée par un prix scientifique

Juin 2015

Cécile Plennevaux, doctorante d’IFPEN de 2009 à 2012, a reçu le "Diplôme d’honneur du Cefracor 2014" le 8 juin dernier, pour son travail de thèse intitulé "Étude des risques de corrosion et de rupture différée des aciers en présence d’H2S dans les conditions d’exploration de pétrole et de gaz à haute pression et haute température".

Ce prix est décerné chaque année par le Cefracor (Centre français de l’anticorrosion) pour distinguer la qualité et l’originalité des travaux menés par un jeune chercheur dans le domaine de la corrosion. Cécile Plennevaux se voit ainsi récompensée pour son travail de thèse à IFPEN, ainsi que pour son début de carrière professionnelle en post-doctorat à l’Institut de la Corrosion à Stockholm, puis chez Technip, où elle est en charge d’études concernant les conduites flexibles pétrolières.

La thèse menée en collaboration avec Total, et dirigée par Marion Frégonèse et Bernard Normand du laboratoire Mateis de l'Insa de Lyon a été co-encadrée à IFPEN par Jean Kittel et François Ropital, expert IFPEN.

Elle a contribué à une meilleure évaluation des risques de rupture différée des aciers en présence d'H2S (SSC, Sulfide Stress Cracking) dans les conditions de plus en plus sévères rencontrées dans l’exploitation des champs de pétrole et de gaz, sous haute pression (HP) et haute température (HT).

Pour cela, trois axes de recherche ont été suivis :

  • l'amélioration de prédiction des conditions corrosives sous haute pression et haute température, et en particulier pour le calcul du pH in situ. Un modèle a été développé, prenant en compte le comportement non-idéal des phases en équilibre (cf. figure), pour un calcul plus précis du pH et de la fugacité des gaz acides à haute pression et haute température.
  • une étude de l'effet de la pression partielle de CO2 (PCO2) sur les réactions de surface et sur les risques de SSC. Réalisée à l'aide de mesures électrochimiques en l’absence d’un film de sulfure de fer, elle a permis de montrer que la présence de CO2 augmente sensiblement les cinétiques des réactions cathodiques à la surface de l'acier ainsi que le chargement en hydrogène, en particulier lorsque la pression partielle en H2S (PH2S) est faible.
  • la mise en œuvre d’essais SSC dans des conditions fixes de pH et de PH2S, en faisant varier PCO2 entre zéro et 100 bar. L'objectif était de vérifier que la présence de CO2 sous forte pression augmentait bien les risques de fissuration, comme prévu par les résultats des essais électrochimiques.

Ces travaux ont montré qu'il peut exister un risque de sous-estimation de la sévérité des milieux dans les pratiques conventionnelles, lorsque PCO2 est significativement plus élevée que PH2S. Dans ces conditions spécifiques, les résultats de ce travail pourront servir à améliorer les critères de choix de matériaux pour l’exploitation des champs pétroliers présentant des conditions HP/HT.

Amélioration de la prédiction de la solubilité du CO2 dans l’eau (4 M NaCl) par le nouveau modèle thermodynamique développé :

Contacts scientifiques :   Jean Kittel   -   François Ropital


 

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