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Des aciers molybdène en usage dans le nucléaire

La nouvelle filière pourrait utiliser des aciers molybdène/chrome ou ferritiques déjà en usage dans le nucléaire.

La renaissance du nucléaire américain ? Oui, mais les Etats-Unis, conscients de leur retard, ont adopté une solution de compromis pour leur réacteur de génération IV, le NGNP (« next generation nuclear plant »). Il sera construit au Laboratoire national de l'Idaho (INL) à l'horizon 2021.

Il s'agira d'un réacteur à très haute température, réincarnation d'un réacteur à neutrons thermiques, avec modérateur au graphite et fluide caloporteur hélium, dont des variantes ont déjà été testées à des températures plus basses. La nouveauté, pourtant, est que ces VHTR (« very high temperature reactor »), couplés à des turbines à gaz, seront polyvalents : ils produiront une combinaison de chaleur de procédé, d'électricité et d'hydrogène. Ils seront aussi de taille modeste : de 500 à 600 mégawatts.

DES SOLUTIONS « RECYCLÉES »

Les difficultés de conception du réacteur sont multiples, mais dépendent de la température de fonctionnement choisie. En 2002, les VHTR étaient censés atteindre 1 000 °C, température excellente pour produire de l'hydrogène ou pour la gazéification du charbon. Mais les problèmes de matériaux se sont révélés trop complexes à surmonter. Aussi, les ambitions sont-elles désormais plus modestes, autour de 800 °C. David Petti, le patron du projet à l'INL, fait remarquer que le marché initial du réacteur semble être surtout celui de la chaleur de process, qui se satisferait de ces températures plus basses. De plus, dans ce cas, les problèmes techniques sont réduits, car beaucoup de solutions peuvent être « recyclées » à partir des concepts actuels.
Ainsi, la nouvelle filière pourrait utiliser des aciers chrome/molybdène ou ferritiques déjà en usage dans le nucléaire. Pour les échangeurs de chaleur, le NGNP suit aujourd'hui la piste des aciers au nickel. Mais des incertitudes demeurent, comme par exemple la présence d'impuretés dans l'hélium très chaud sur la microstructure des alliages. Reste aussi à fixer le choix d'un fluide de travail satisfaisant - pour la boucle secondaire - qui pourrait être un métal liquide. Du côté du carburant, enfin, le TRISO - des billes de combustible dans des gangues de carbure de silicium et de carbone - a fait des progrès sensibles en 2008. Les chercheurs de l'INL ont réussi à simuler son fonctionnement en consommant 12,5 % du combustible sans dégradation (contre 3 ou 4 % dans un réacteur à eau légère), et pensent désormais atteindre 17 % en 2009.

Le NGNP, qui, après des années de disette, est enfin financé à un niveau lui permettant de progresser, semble capable de relever le défi de la génération IV. Il lui faudra alors affronter l'obstacle de la certification d'un nouveau réacteur... .

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