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

Chapitre I : Réacteur nucléaire rapide à gaz et cahier des charges de l’application
Coefficient de dilatation
thermique (µm/m.°C)
Conductivité thermique
(W/m.°C)
- 48 -
Températures
caractéristiques (°C)
à 20°C à 1000°C à 20°C à 1000°C Fusion Vaporisation
Molybdène 5,25 5,8 140 110 2600 5550
TZM 5,3 5,8 118 105 2600 5550
Haynes ® 230 11,8 13,6 8,9 18,4 1300 -
Incoloy ® 800H 14,4 19 11,5 31,9 1350 -
Tableau A.2-1 : Propriétés thermomécaniques des matériaux candidats pour la
structure métallique[12].
Afin d’optimiser les coûts de conception du réacteur, un calcul de structure, permettant le
dimensionnement des parties fonctionnelles du réacteur en répondant aux différentes
caractéristiques de sécurité, a permis de définir l’épaisseur de la structure métallique, devant
accueillir le revêtement isolant, à 1 mm. Cette condition sur l’épaisseur du substrat peut avoir
une incidence directe sur le choix du procédé de revêtement car il risque d’être sensible aux
contraintes mécaniques et thermiques qui peuvent être appliquées.
De plus, ces structures métalliques seront composées de plaques de l’ordre de 1 m 2 et de tubes
de 450 mm de diamètre et de 1,5 m de long. Le procédé de revêtement de surface devra
également permettre le recouvrement de pièces de grandes dimensions.
Les différentes parties revêtues, ayant déjà été mise en forme préalablement, seront par la
suite assemblées pour former l’ensemble de la structure du réacteur.
A.3. Choix du procédé de traitement de surface et des
matériaux de l’application
A.3.1. Le procédé de traitement de surface
Du fait des grandes dimensions des pièces à revêtir et de leur diversité géométrique, la
projection thermique semble un procédé relativement bien adapté pour réaliser ce type de
revêtements. En particulier, la projection par plasma d’arc soufflé permet d’obtenir des
revêtements de matériaux réfractaires de quelques microns d’épaisseur à plusieurs
millimètres. Elle est, par ailleurs très largement utilisée depuis des décennies pour la
réalisation de barrières thermiques dans le domaine de l’aéronautique. Cette technique sera
présentée de façon plus détaillée dans la partie bibliographique.