Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Le bon fonctionnement des installations nucléaires civiles nécessite la maîtrise des problèmes soulevés par le comportement des matériaux utilisés pour leur construction. Par rapport à d’autres domaines, les conditions du nucléaire sont spécifiques sur deux points particuliers : l’irradiation et ses effets sur les propriétés des matériaux qui y sont exposés ; les longues durées en jeu qui nécessitent une prévision du comportement des matériaux à long, voire à très long terme.
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The proper operation of civil nuclear facilities requires the control of the issues raised by the behaviour of materials used in their construction. Compared to other areas, the conditions of civil nuclear industry are specific on two distinguishing features: the radiation and its effects on the properties of materials, and the long periods involved that require predicting the behaviour of materials to the long or very long term.
Auteur(s)
-
Jean-Marie GRAS : Ingénieur ENSCP, Docteur-ingénieur - Ancien cadre du département Étude des matériaux - EDF Recherche et Développement
INTRODUCTION
La rubrique Matériaux pour le nucléaire présente les principaux matériaux utilisés dans les installations nucléaires civiles, notamment dans les réacteurs. En premier lieu, ce sont les matériaux de l'assemblage combustible, dont la tenue doit être adaptée à la durée de séjour du combustible en réacteur, cette durée étant un facteur important de l'exploitation du réacteur et de son économie. Une part importante est consacrée aux matériaux des structures des réacteurs nucléaires, à leur comportement sous irradiation et aux problèmes de corrosion des métaux.
La rubrique présente aussi les matériaux utilisés ou envisagés dans le cycle du combustible nucléaire, notamment pour le conditionnement des déchets.
Le présent article constitue une introduction générale à cette rubrique Matériaux du nucléaire. Il a pour objet de montrer, sans souci d'exhaustivité, la grande diversité et la complexité des problèmes métallurgiques et de vieillissement qui interviennent sur les matériaux utilisés tant sur les réacteurs que sur les équipements du cycle du combustible nucléaire.
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MOTS-CLÉS
irradiation réacteur nucléaire déchets nucléaire vieillissement corrosion combustible alliages de nickel
KEYWORDS
irradiation | nuclear reactor | nuclear waste | ageing | corrosion | fuel | nickel alloys
VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 2011 par Jean-Marie GRAS
DOI (Digital Object Identifier)
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Conclusions3. Matériaux du nucléaire
Il n'est pas question ici de passer en revue les différents matériaux utilisés dans l'industrie nucléaire. Certains ouvrages spécialisés en dressent un inventaire raisonné pour les matériaux utilisés dans les REL (par exemple ) qui peuvent servir d'aide-mémoire ou de guide pour de jeunes concepteurs. Il s'agit plutôt de se pencher sur quelques critères et règles qui président à leur choix. Les différents dossiers de la rubrique détaillent les raisons de ces choix pour différents systèmes et composants, et décrivent les paramètres essentiels gouvernant les propriétés des matériaux retenus.
On notera d'abord qu'une majorité des matériaux utilisés dans le nucléaire le sont aussi dans d'autres domaines industriels : les aciers, les bétons ou le graphite ont été développés bien avant l'avènement du nucléaire. D'ailleurs, l'industrie nucléaire est plutôt conservatrice de ce point de vue et préfère retenir des matériaux « courants », faciles d'usage, bien connus des fabricants et déjà largement utilisés pour la fabrication de composants ou de pièces comparables. Une telle expérience met à l'abri des difficultés que ne laissent pas toujours prévoir les essais de laboratoire, limités à un nombre restreint de coulées, effectués dans des conditions qu'il n'est pas toujours possible de rendre complètement représentatives, et pendant des durées plus courtes que celles prévues pour les installations. Indépendamment de l'aspect sûreté qui doit toujours primer, cette prudence s'explique par le fait qu'un mauvais choix peut avoir des conséquences lourdes pour le constructeur et l'exploitant, quant à la difficulté ou au coût des opérations de maintenance, de réparation ou de remplacement des matériels. Pour autant, certains matériaux ne disposant pas d'une expérience industrielle considérable mais dont les caractéristiques semblaient intéressantes se sont imposés pour certaines applications, par exemple le titane à la place des alliages cuivreux pour les tubes des condenseurs de centrales en bord de mer, pour lesquels une excellente étanchéité...
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Matériaux du nucléaire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - POINSSOT (C.), FILLET (C.), GRAS (J.-M.) - Post-containment performance of geological repository systems : source-term release and radionuclide migration in the near- and far-field environments. - In Geological repository systems for safe disposal of spent nuclear fuels and radioactive waste, Woodhead Publishing Ltd, p. 421-493 (2010).
-
(2) - GILBON (D.), SIMONOT (C.) - Effects of irradiation on the microstructure of zircaloy-4, zirconium. - In the Nuclear Industry, 10th International Symposium, ASTM STP, 1245, p. 521-548 (1994).
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(3) - DORIOT (S.), GILBON (D.), BÉCHADE (J.-L.), MATHON (M.-H.), LEGRAS (L.), MARDON (J.-P.) - Microstructural stability of M5TM alloy irradiated up to high neutron fluences. - In Zirconium in the Nuclear Industry, 14th International Symposium, Stockholm, ASTM STP 1467, p. 175-203 (2004).
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(5) - YVON (P.), CARRÉ (F.) - Structural materials challenges for advanced reactor systems. - ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Journal of Nuclear Materials, Elsevier http://www.journals.elsevier.com/journal-of-nuclear-materials
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