Développement de matériaux nucléaires pour un avenir durable
Le projet MATISSE jette les fondements d’un programme de recherche européen intégré, qui étudie les matériaux innovants pouvant être utilisés pour assurer la sécurité et la durabilité du secteur nucléaire. L’initiative comprend un ensemble de projets collaboratifs, ainsi que des actions de coordination et de soutien menées par les instituts de recherche. Le projet MATISSE, en réunissant 27 organismes venant de 10 pays européens (avec la participation d’un partenaire international de Corée du Sud), a permis aux chercheurs de prendre part aux dernières initiatives européennes visant à développer des matériaux avancés pour la production d’énergie nucléaire. L’objectif était de favoriser les liens entre tous les programmes de recherche nationaux par la mise en réseau et l’intégration d’activités traitant de l’innovation en matière de matériaux pour les systèmes nucléaires avancés, en partageant les meilleures pratiques des partenaires et en développant des outils de communication efficaces. «Sous l’égide de l’Alliance européenne de la recherche dans le domaine de l’énergie (EERA), les partenaires du projet ont mis au point un Programme commun sur les matériaux nucléaires (JPNM), afin d’améliorer la coordination des initiatives nationales, des programmes de financement européens et d’autres collaborations», explique le Dr Pierre-François Giroux, coordinateur du projet. Le consortium a visé des activités de recherche et de développement considérées comme prioritaires par les partenaires du JPNM, entraînant ainsi des progrès dans les domaines des matériaux conventionnels, des matériaux avancés et des capacités prédictives. De nouveaux matériaux présentant des caractéristiques améliorées Le projet a encouragé trois «Grands Défis» fixés par EERA-JPNM, notamment l’établissement de règles de conception, de procédures d’évaluation et d’essai adaptées aux conditions de fonctionnement prévues et aux matériaux envisagés. Les autres défis auxquels il a fallu faire face étaient le développement de modèles physiques associés à une caractérisation microstructurale avancée, afin de comprendre parfaitement les capacités prédictives, ainsi que l’élaboration de nouveaux matériaux présentant des caractéristiques thermo-mécaniques et une résistance au rayonnement supérieures. «Ces trois Grands Défis doivent être traités et résolus pour pouvoir profiter pleinement de la technologie nucléaire de quatrième génération, en ce qui concerne la sécurité, les performances et les coûts», souligne le Dr Giroux. L’un des premiers objectifs du projet était de soutenir l’évolution du JPNM vers un programme de recherche intégré auquel participeraient les États membres, la Commission européenne et les principales parties prenantes européennes. Le cadre MATISSE a été utilisé pour mettre en œuvre le JPNM et une stratégie à moyen et long terme établie avec une feuille de route et un programme d’accès pour les infrastructures de recherche à grande échelle. Étude d’alliages renforcés par dispersion d’oxydes (ODS) et de composites céramiques Le consortium a mis en place des structures financières, de gouvernance et de gestion, tout en mettant en œuvre des programmes d’enseignement et de formation, de mise en réseau, de diffusion et de communication. De plus, les partenaires du projet ont identifié les zones prioritaires pour la recherche, en parvenant à des résultats importants dans des domaines tels que l’évaluation des effets du durcissement par irradiation et du mécanisme de fluage sur les performances des alliages ferritiques/martensitiques. Les scientifiques ont également sélectionné des revêtements fonctionnels, modifié les couches superficielles et classé les phénomènes tels que l’interaction combustible/gaine et la dégradation assistée par l’environnement des aciers dans les alliages de plomb liquides. Les chercheurs ont également étudié le potentiel des alliages renforcés par dispersion d’oxydes (ODS) et des composites céramiques pour les gainages de combustible avancés et les matériaux structurels novateurs pour les réacteurs à neutrons rapides. «Ils ont étudié et amélioré les préconceptions et les propriétés des aciers ODS et des composites céramiques pour les applications de gainage, afin d’élargir la base de données de matériaux disponibles sur le marché à utiliser dans les prototypes de réacteurs à neutrons rapides», déclare le Dr Giroux. Le projet MATISSE a établi les priorités clés de la recherche sur les matériaux nucléaires avancés. Il a également permis d’identifier des possibilités de financement et d’harmoniser ce domaine scientifique et technique au niveau européen, en maximisant la recherche complémentaire et les synergies entre les principaux acteurs du domaine. Le Dr Giroux conclut: «La combinaison de la recherche et du développement dans les deux domaines de matériaux conventionnels et avancés constitue un point positif pour les systèmes nucléaires en général. À court et moyen terme, les prototypes seront fabriqués à partir de matériaux disponibles sur le marché et alimentés par des combustibles conventionnels, tandis que, à long terme, les matériaux avancés seront évalués afin de pouvoir être utilisés dans ces nouveaux systèmes nucléaires.»
Mots‑clés
MATISSE, nucléaire, durable, Alliance européenne de la recherche dans le domaine de l’énergie, Programme commun sur les matériaux nucléaires
