L’Université du Dakota du Nord va imprimer en 3D des composants de réacteurs nucléaires

La fabrication additive est connue pour produire des pièces complexes qui sont soumises à de nombreuses exigences en termes de sécurité ou encore d’efficacité. Dans le cas de figure des réacteurs nucléaires, l’importance du détail est primordiale, et l’impression 3D a déjà fait ses preuves dans le passé. En 2017 déjà, la Fédération Européenne du Génie Chimique a récompensé le groupe français Air Liquide pour son réacteur imprimé en 3D. Plus récemment, une équipe de chercheurs de l’ORNL a aussi réalisé des recherches pour en fabriquer un de manière additive. Le groupe espère d’ailleurs une mise en service de ce dernier pour cette année. Pour la fabrication de ces produits, l’impression 3D métal semble être la méthode la plus fiable.

A l’Université du Dakota du Nord (UDN), Roy Sougata, un professeur de génie mécanique a reçu un financement pour rechercher de nouvelles solutions pour fabriquer des composants et les intégrer dans des réacteurs nucléaires. Près de 250 000 $ lui ont été attribués par la National Science Foundation pour étudier comment les procédés de fabrication additive peuvent être exploités pour concevoir ces pièces.

De l’acier austénitique sera utilisée comme matériau principal. (Crédits photo : Dr K. Natesan)

Des réacteurs nucléaires imprimés en 3D en acier renforcé

Pour fabriquer ces composants de réacteurs nucléaires imprimés en 3D, Roy Sougata et son équipe de chercheurs utiliseront de l’acier austénitique. L’alliage métallique est renforcé par de l’azote, et sera utilisée comme matière première principale lors du processus de construction. Pour le moment, aucune information n’a été donnée sur l’imprimante 3D utilisée. L’idée est de vérifier si ces composants imprimés en 3D sont plus efficaces que ceux conçus de manière traditionnelle. « Différents groupes de recherche tentent de fabriquer les composants en utilisant la fabrication additive », a déclaré Roy Sougata. « Au début, ces pièces étaient fabriquées par moulage ou forgeage, mais on ne pouvait pas modifier correctement les propriétés mécaniques ou la microstructure. Dans la fabrication additive, nous avons beaucoup plus de contrôle là-dessus. » 

La conception des pièces aura lieu à l’Université du Dakota du Nord, tandis qu’une analyse plus approfondie sera effectuée au laboratoire national d’Oak Ridge (ORNL). Par ailleurs, les tests des composants se concentreront sur leurs propriétés tribologiques à haute température. Pour info, la tribologie est la science de l’usure, du frottement et de la lubrification. D’après Roy Sougata, il s’agit d’une étape cruciale pour la création des composants. Brian Trande, le doyen de l’Université du Dakota du Nord conclut : « Je suis ravi que ce nouveau financement ajoute encore plus de moyens pour la recherche et soutient le travail important du Dr Roy. Ce travail conduira à des avancées dans la fabrication additive métallique et a le potentiel de contribuer aux efforts de recherche de l’UND dans les domaines de l’énergie et de la sécurité nationale ». Pour en savoir plus sur ce projet, cliquez ICI.

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*Crédits photo de couverture : Adam Kurtz / UND