Elaboration par projection plasma d'un revêtement céramique sur ...

Chapitre I : Réacteur nucléaire rapide à gaz et cahier des charges de l’application
A.2.2.2. Pré-requis sur le revêtement de protection
thermique
Ces différentes conditions de fonctionnement imposent certaines caractéristiques au
revêtement avec différents degrés de priorité. Les caractéristiques principales, présentées par
ordre d’importance décroissante, sont les suivantes :
Une adhérence maximalisée. En effet, en cas de dépressurisation rapide, aucun
arrachement de matière n’est toléré, car il peut être source d’accident supplémentaire
avec un vol de débris vers le cœur du réacteur. Cependant, le revêtement peut
éventuellement se fissurer du moment qu’il ne s’arrache pas.
Une cohésion et une résistance à l’abrasion optimisées. Le fort débit et la grande
vitesse d’écoulement de l’hélium risquent de générer une abrasion non négligeable et
de contraindre mécaniquement le revêtement. Une usure « normale » est tolérée du
moment qu’il n’y ait pas d’arrachement.
Des propriétés thermiques optimisées. Le revêtement doit posséder une conductivité
thermique inférieure à 2 W/(m.K) avec une résistance thermique la plus élevée
possible.
A.2.2.3. Matériaux candidats pour la structure métallique
du système
Le matériau de structure mécanique de l’ensemble isolant doit répondre à des critères
également précis. Son comportement thermomécanique, sa résistance à l’oxydation, son point
de fusion suffisamment élevé sont des critères essentiels. Cependant, le choix de ce matériau
doit également prendre en compte (i) le procédé qui sera utilisé pour réaliser le revêtement de
surface retenu et (ii) le matériau choisi comme protection thermique de première paroi. Quatre
matériaux sont des candidats potentiels :
L’Incoloy ® 800H, alliage à base de nickel (de 30 à 35%), de chrome (de 19 à 23%) et
de fer (39,5% minimum).
L’Haynes ® 230, alliage à base de nickel (57%), de chrome (22%) et de tungstène
(14%). Cet alliage a également la caractéristique d’avoir une faible teneur en fer (3%
au maximum), les autres composants étant le molybdène et le cobalt.
Le TZM, alliage à base de molybdène (99,4%) avec une faible part de titane (0,5%),
de zirconium (0,08%) et de carbone (0,02%).
Et le molybdène pur.
Les principales caractéristiques techniques de ces matériaux utiles pour l’application sont
présentées dans le Tableau A.2-1.
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