Le concepteur et le producteur d'alliages
Chef du Service Nucléaire Export — Cezus
Zirconium : ésotérique mais irremplaçable
Entre l'uranium et l'eau des réacteurs à eau bouillante ou pressurisée, il faut placer une paroi étanche qui remplisse simultanément plusieurs conditions :
— à la température d'usage, conserver des caractéristiques mécaniques permettant de résister à toutes les contraintes de service, sur une durée aussi prolongée que possible;
— résister à la corrosion par l'eau et les produits de fission ;
— rester transparent aux neutrons pour ne pas affecter le rendement du combustible.
Seuls les alliages de zirconium ont pu satisfaire économiquement cette triple exigence. De multiples producteurs, principalement américains, se sont lancés dans cette aventure lors des études sur les premiers sous-marins nucléaires. Après trois décennies de compétition sévère, il ne reste plus que trois producteurs intégrés dans le monde occidental, dont CEZUS, filiale à 100 % du Groupe Pechiney, leader mondial (45% du marché des demi-produits), employant mille personnes sur cinq sites de production dont un au Japon.
Pourquoi si peu de producteurs ? Cela tient à la difficulté de maîtriser une chaîne complexe de techniques très variées :
— chimie de traitement du minerai ;
— séparation hafnium-zirconium ;
— métallurgie extractive de l'éponge par le procédé Kroll;
— fusion à l'arc sous vide des lingots ;
— transformation à chaud sur des outils sidérurgiques puissants ;
— difficultés de la transformation à froid dues à la structure cristalline hexagonale;
— à tous les stades, grande sensibilité aux contaminations extérieures imposant de multiples traitements sous vide.
© Revue Générale de l’Électricité S.A. 1992