Réacteurs nucléaires - Matériaux métalliques des composants des réacteurs à eau pressurisée

Le développement des techniques et des technologies nouvelles repose pour une part importante sur l’aptitude des matériaux utilisés à se comporter de façon satisfaisante, aussi bien lors de la mise en œuvre qu’en service. Cela est particulièrement vrai pour les industries électronucléaires, en raison du degré très élevé de sécurité, de sûreté, de fiabilité et de longévité recherché.

L’article [BN 3 679] constitue une synthèse des matériaux utilisés dans l’industrie électronucléaire et aborde l’ensemble des problématiques auxquelles sont soumis les composants d’un réacteur nucléaire. Dans la continuité, le présent article a pour objet de détailler les principaux matériaux utilisés pour la construction des réacteurs nucléaires, leur développement et leurs évolutions avec les progrès techniques. Toutes les nuances utilisées ne pouvant être couvertes dans le présent article, certains ouvrages spécialisés pourront être consultés à cette fin (voir références ).

Le présent article donne en premier lieu une description générale des besoins en matière de matériaux de structure des réacteurs nucléaires, et dresse un bref état des lieux des exigences réglementaires et de qualité qui s’y appliquent. Il détaille ensuite les principales solutions techniques retenues pour la filière à eau pressurisée afin de répondre à ces besoins, et aborde les nouveaux procédés envisagés pour la fabrication des composants.

Pour assurer la production d’électricité d’origine nucléaire, la France repose aujourd’hui exclusivement sur les réacteurs à eau pressurisée (REP). Constructeurs et fournisseurs d’aciers et d’alliages spéciaux ont adapté ensemble leurs produits aux conditions d’emploi particulières existant dans les centrales nucléaires. Il a fallu pour cela utiliser toutes les connaissances acquises en métallurgie comme en mécanique ainsi que les procédés de fabrication les plus sophistiqués mis au point par les sidérurgistes.

Pour la description technologique des réacteurs à eau pressurisée et du réacteur EPR, le lecteur pourra se reporter aux articles [BN 3 110] « Réacteurs à eau ordinaire sous pression » et [BN 3 102] « Réacteurs à eau ordinaire sous pression : le projet EPR ».

Concernant les composants constitutifs du circuit primaire de ces réacteurs, le lecteur se reportera aux articles [BN 3 270] « Construction des centrales REP. Équipements primaires » et [BN 3 296] « Maintenance des centrales nucléaires. Composants de la chaudière » des techniques de l’ingénieur.

Il n’est pas possible d’entrer ici dans le détail 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 est invité à se reporter aux ouvrages spécialisés et aux articles des Techniques de l’Ingénieur consacrés aux différentes thématiques traitées, référencés au fil des paragraphes.