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Conference papers

Traitements de surface avec et sans apport de matiere pour le nucleaire - Modification de surface par laser, PVD et CVD

Résumé : Dans le contexte actuel d'optimisation du parc actuel et futur et de l'allongement de la duree de vie des centrales et des installations du cycle, la problematique de duree de vie des materiaux est cruciale. Les problematiques de vieillissement et de reactivite (corrosion) constituent un defi majeur dans l'industrie nucleaire. Pour relever l'ensemble de ces defis, les technologies innovantes dans le domaine des procedes de traitements de surfaces avec ou sans apport de matiere sont des solutions prometteuses d'autant plus que ces dernieres ont connu un developpement significatif ces dernieres annees.Parmi les technologies de traitement de surface etudiees au Service d'Etudes Analytiques et de Reactivite des Surfaces (SEARS) de la DEN (Division de l'Energie Nucleaire), les techniques par laser sont historiquement presentes grace aux competences du LISL (Laboratoire d'Ingenierie des Surfaces et Lasers). Une premiere appartient a la famille des traitements sans apport de matiere. Elle consiste a venir frapper une surface avec un laser dont les proprietes sont judicieusement choisies pour que la matiere presente soit fondue voire ejectee. En pilotant les caracteristiques du faisceau laser incident les proprietes de surface peuvent etre modifiees. Il est par exemple possible de former une couche barriere d'oxydes, d'homogeneiser des phases et d'augmenter la teneur en certains elements chimiques voire de modifier la structure cristallographique ce qui peut conduire a une augmentation de la durete. Les applications de ce procede sont le renforcement de la resistance a la corrosion par piquration d'aciers 304L ou la limitation du relachement de nickel en milieu primaire au niveau des generateurs de vapeur. Enfin, l'ejection de matiere provenant de la surface traitee peut etre maximisee pour utiliser ce traitement comme une technique d'ablation surfacique pour le demantelement ou la maintenance d'installations, son point fort etant la possibilite de decontaminer des composants a distance.Les autres traitements de surface concernent des methodes avec apport de matiere. Parmi les technologies etudiees, certaines passent par un etat gazeux de la matiere. Suivant si la phase gazeuse se condense ou se decompose a la surface du composant a revetir, on parlera de PVD (condensation) ou de CVD (decomposition avec reaction chimique). Ces techniques sous vide sont majoritairement employees pour deposer des revetements protecteurs afin d'augmenter les performances et les durees de vie de composants en milieux extremes (haute temperature, irradiation, oxydation, corrosion ou encore usure abrasive). On peut citer les developpements actuels avec Areva pour les EATFs (Enhanced Accident Tolerant Fuels) concernant les gaines de combustible nucleaire qui, avec un revetement protecteur, resisteraient bien mieux a des hypothetiques conditions accidentelles de perte de refrigerant primaire.
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https://hal-cea.archives-ouvertes.fr/cea-02339098
Contributor : Bibliothèque Cadarache <>
Submitted on : Wednesday, October 30, 2019 - 11:36:08 AM
Last modification on : Tuesday, April 28, 2020 - 11:28:17 AM

Identifiers

  • HAL Id : cea-02339098, version 1

Collections

CEA | DEN

Citation

A. Michau, F. Lomello, W. Pacquentin, H. Maskrot, F. Balbaud, et al.. Traitements de surface avec et sans apport de matiere pour le nucleaire - Modification de surface par laser, PVD et CVD. Materiaux 2018, Oct 2018, Strasbourg, France. ⟨cea-02339098⟩

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