Bibliographie & annexes
Présentation
English
Auteur(s)
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Bertrand VIEILLARD-BARON : Ancien élève de l’École polytechnique - Ingénieur de l’armement (Génie maritime) - Directeur à Framatome
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Yves MEYZAUD : Ingénieur des Arts et manufactures - Chef du département Matériaux et technologie de Framatome
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le développement des techniques et des technologies nouvelles repose pour une part importante sur l’aptitude des matériaux à se comporter de façon satisfaisante à la mise en œuvre et en service. Cela est particulièrement vrai pour les industries électronucléaires, en raison du degré très élevé de sécurité, de fiabilité et de longévité recherché.
Cet article a pour objet de présenter les principaux matériaux utilisés pour la construction des réacteurs nucléaires, leur mise au point et leurs évolutions avec les progrès techniques.
L’exposé comprend deux parties :
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en premier lieu, une description générale des besoins en matière de matériaux de structure, en termes qualitatifs, quantitatifs et réglementaires ;
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ensuite, un certain nombre d’exemples tirés principalement de la filière à eau pressurisée montrant comment ces besoins ont été remplis.
Il n’est pas possible d’entrer ici dans le détail ni de toutes les évolutions technologiques ni de toutes les caractéristiques des produits utilisés dans les structures des réacteurs nucléaires. Pour approfondir ces questions, le lecteur voudra bien se reporter aux ouvrages spécialisés, et aux articles du traité Métallurgie.
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Adaptation des aciers spéciaux aux structures des réacteurs
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1. Besoins
Les installations électronucléaires font appel à un très grand nombre d’aciers et d’alliages de nature et de propriétés différentes, des plus sophistiqués aux plus classiques. Nous insisterons par la suite sur ceux qui sont utilisés dans les chaudières nucléaires, notamment à eau pressurisée, c’est-à-dire la cuve et les éléments internes du réacteur, les générateurs de vapeur et les éléments associés du circuit primaire : tuyauteries, pompes et autres capacités sous pression. Ils donnent en effet une bonne idée des problèmes généraux relatifs aux matériaux pour l’industrie nucléaire.
1.1 Besoins d’ordre technique
Par rapport aux chaudières des centrales électriques classiques à charbon ou à fuel, et plus généralement par rapport aux équipements des industries de base, les pièces pour centrales nucléaires présentent un certain nombre de différences.
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Les dimensions de nombreux éléments ou sous-ensembles, tels que cuves de réacteurs, pompes de circulation, plaques-supports de cœur ou plaques à tubes de générateurs de vapeur sont très importantes. Ces dimensions s’accroissent avec la puissance des réacteurs (figure 1). Il s’ensuit, d’une part, des problèmes de choix de nuances capables de concilier des caractéristiques de base d’un niveau suffisant (résistance mécanique, tenue à la corrosion, par exemple) avec des possibilités de mise en œuvre qui ne les détériorent pas, et, d’autre part, des problèmes de fabrication posés par la recherche d’une homogénéité métallurgique aussi bonne que possible, ainsi que par les volumes et les masses à manœuvrer.
Avec les dimensions des composants actuels (figure 1), on se trouve aux limites des capacités de fabrication des aciéristes et des forgerons.
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Les conditions de service, liées à la durée de vie souhaitée et à l’environnement, imposent des contraintes particulières. Rappelons simplement que les centrales sont conçues pour une durée de service de 25 à 40 ans et que leur taux de marche doit être élevé en raison du coût des arrêts prévus pour entretiens, ou intempestifs pour incidents. L’irradiation est...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - DURAND-SMET (R.) - Réacteurs à eau ordinaire sous pression. - B 3 100 (1997). Traité Génie nucléaire, volume B 8 I.
-
(2) - GAUTHRON (M.) - Comportement des matériaux dans le cœur d’un réacteur nucléaire. - B 3 760 (1981). Traité Génie nucléaire, volume B 8 II.
-
(3) - PINARD LEGRY (G.) - Corrosion des matériaux métalliques. - B 3 750 (1989). Traité Génie nucléaire, volume B 8 II.
-
(4) - CRETTÉ (J.-P.) - Réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium. - B 3 170 (1988). Traité Génie nucléaire, volume B 8 I.
-
(5) - GUYADER (A.) - Réacteurs à eau ordinaire bouillante. - B 3 130 (1979). Traité Génie nucléaire, volume B 8 I.
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(6) - LANDEL (D.) - Réacteurs...
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