OZDEMIR Oguz Berk

Les composants des Réacteurs à Neutrons Rapides refroidis au Sodium (RNR-Na) situés dans le collecteur chaud (cuve interne, Bouchon Couvercle Coeur, Echangeurs Intermédiaires, …) sont soumis à des températures allant de 500°C à 575°C pour une durée de fonctionnement pouvant atteindre 60 ans pour les composants non remplaçables. A ces températures, l’acier inoxydable austénitique 316L(N) retenu pour ces applications est soumis au vieillissement thermique ainsi qu’à différentes sollicitations telles que le fluage, la fatigue-fluage, la déformation progressive. Le matériau devra aussi présenter après vieillissement une ductilité résiduelle et des caractéristiques de traction suffisantes. La justification à 60 ans de ces composants demande donc de disposer de données de fluage jusqu’à de très longues durées (jusqu’à 240 000 h) qui ne sont pas disponibles, même dans le cadre des programmes antérieurs issus de Phénix et SuperPhénix, et qui ne le seront pas avant 2030 pour les premières d’entre elles.
Par ailleurs, la fabrication des composants concernés fait appel à des approvisionnements de différentes natures (tôles, virole, plaque forgée de forte épaisseur) et impliquera la fourniture de nombreuses coulées matière. Si ces approvisionnements sont réalisés selon les spécifications du code RCC-MRx, des études de R&D ont mis en évidence une influence significative de certains facteurs métallurgiques notamment la teneur des éléments chimiques tels que carbone, bore et azote sur les caractéristiques mécaniques en service.
Comprendre et anticiper l’évolution de l’acier 316L(N) au cours de maintien de très longue durée aux températures de service constitue un enjeu majeur dans la définition et justification des composants des RNR-Na mais aussi d’une manière plus large pour tout composant en acier austénitique inoxydable fonctionnant à haute température pour des durées importantes (thermique à flammes, AGR, ..). Optimiser ses caractéristiques en température en étant plus prescriptif sur la composition chimique requise à l’intérieur des spécifications est aussi un enjeu d’intérêt.
L’approche métallurgique explicitée dans cette étude d’opportunité doit permettre avec les outils de caractérisation disponibles (MEB, DRX, MET, Tomographie) mais aussi de simulation (calculs thermodynamiques tels que MATCALC ou THERMOCALC) d’apporter des éléments pertinents pour aider à la construction d’une compréhension et d’une prédiction robuste du comportement en fluage à long terme.