La fabrication additive métal, une méthode plus fiable pour produire des réacteurs nucléaires ?

L’entreprise BWX Technologies (BWXT) travaille actuellement sur le développement d’une technologie de fabrication additive métal pour la conception de composants nucléaires, en collaboration avec le laboratoire américain d’Oak Ridge. L’objectif est de produire des pièces pour un réacteur nucléaire à partir d’alliages haute température et de métaux réfractaires. Grâce à cette méthode d’impression 3D métal, les chercheurs pourraient optimiser les composants en question, capables d’atteindre des températures de sortie de 1 482°C, avec un rendement global de 50%.

En mai dernier, le Oak Ridge National Laboratory nous présentait ses premières avancées en termes de fabrication d’un cœur nucléaire imprimé en 3D, espérant le mettre en service en 2023. Un développement qui confirmait les avantages de la fabrication additive dans le secteur de l’énergie, particulièrement du procédé de dépôt de matière sous énergie concentrée, qui, rappelons le, permet notamment de réparer des pièces métalliques ou d’y ajouter de la matière. Quelques mois plus tard, le laboratoire s’est rapproché de BWXT pour aller encore plus loin et proposer une méthode de fabrication fiable et durable.

Les équipes ont opté pour des superalliages à base de nickel et des alliages à base de métaux réfractaires, des matériaux qui leur permettraient de répondre aux exigences et contraintes strictes du nucléaire. La fabrication additive leur offrirait la possibilité de concevoir des modèles qui possèdent une meilleure gestion de l’énergie thermique, des marges de sécurité accrues et des caractéristiques de tolérance aux accidents En développant une méthode d’impression en 3D de composants nucléaires complexes, l’idée est de pouvoir les déployer rapidement tout en s’appuyant sur les  avantages environnementaux et de conception de la fabrication additive. Ken Camplin, président du groupe des services nucléaires de BWXT, ajoute : “Nous avons un groupe d’ingénieurs et de concepteurs au talent unique chez BWXT. Grâce à leur travail, il sera beaucoup plus facile pour les concepteurs de réacteurs avancés d’aller de l’avant en relevant un certain nombre de défis techniques critiques inhérents à nombre de ces conceptions.”

Et les premiers résultats sont très encourageants. En effet, selon BWXT, l’utilisation de tels composants imprimés en 3D avec des métaux réfractaires peut aider à atteindre des températures de sortie du cœur du réacteur de 1 482°C, et des rendements globaux de 50%. C’est également une opportunité intéressante en termes de coûts : en améliorant la production d’énergie et la longévité des différentes pièces, le système dans son ensemble nécessitera moins d’entretien et de réparation. La fabrication additive permettrait également d’accélérer la phase de prototypage tout en proposant davantage d’itérations, le tout facilement et efficacement. Vous pouvez retrouver davantage d’informations ICI.

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