NUCOBAM : un projet à la croisée de la fabrication additive et du nucléaire

31 mai 2021 Ressources humaines Naval de défense Innovation Story

NUclear Component Based on Additive Manufacturing, également appelé NUCOBAM, est un projet de recherche européen H2020 qui vise à établir une méthodologie de qualification de pièces, réalisées en fabrication additive (FA) et appliquées dans le contexte d’une utilisation en environnement nucléaire. Pourquoi et comment Naval Group y prend part ?
Réponses avec 3 experts Naval Group.

Marine Gaume Laurent Marinier Gwenael Menard
Marine Gaumé Project manager NUCOBAM pour Naval Group - Ingénieur-docteur R&D matériaux métalliques Laurent Marinier Responsable des référentiels techniques et réglementations nucléaires

Gwenaël Ménard Ingénieur chargé d’études fabrication additive

Quel est l’objectif du projet NUCOBAM ?

« Aujourd’hui, l’objectif est de poser les premières briques technologiques qui permettront de démontrer que les pièces en acier inoxydable (316 L), fabriquées via le procédé par fusion laser sur lit de poudre (L-PBF), seront utilisables dans un contexte nucléaire, c’est-à-dire soumis à des contraintes thermiques, de pression et d’irradiation. L’objectif est de s’assurer de la bonne tenue du matériau dans le temps lorsqu’il est soumis à ces conditions spécifiques. »

Quel type de pièces est ciblé ?

« L’un des objectifs finaux de ce projet est d’apporter une solution afin de traiter l’obsolescence des composants dans le milieu du nucléaire. En effet, l’approvisionnement de pièces pour le milieu du nucléaire peut s’avérer complexe et la fabrication additive (FA) est une alternative sûre et compétitive. De plus, ce procédé permet de travailler sur une optimisation du design des pièces à des fins d’amélioration des performances. Les travaux réalisés dans le cadre du projet NUCOBAM permettront d’étudier deux types de pièces : des pièces soumises à l’irradiation et des pièces sous pression. »

Pourquoi ce procédé de FA plutôt que d’autres ?

« L'approvisionnement des pièces dans le milieu du nucléaire est complexe car il faut répondre à des exigences précises. Il faut donc des fournisseurs capables et qualifiés. Les délais de fabrication peuvent être longs, et les fournisseurs peuvent ne pas être dimensionnés pour des besoins spécifiques tels que des commandes de petite série. La fabrication additive est un procédé qui commence à être mûr industriellement. Ce procédé permet notamment une simplification de la chaîne de fabrication pour des composants complexes, une optimisation du design des pièces ainsi que des délais de fabrication réduits. Les niveaux de performances obtenus via ce procédé deviennent intéressants. »

Quelle est la méthodologie du projet ?

« Il est découpé en 5 work packages techniques. Le premier consiste à établir une méthodologie de qualification des pièces fabriquées en FA. Le deuxième consiste à qualifier le procédé de fabrication. Le troisième, placé sous la responsabilité de Naval Group, consiste à caractériser le comportement du matériau à l’état brut et vieilli thermiquement. Ces résultats seront ensuite comparés aux résultats du quatrième lot dans lequel des essais d’irradiation seront réalisés. Les éprouvettes seront irradiées dans un réacteur d’essai en Belgique, des conditions rares car longues et coûteuses, qui ont sans nul doute fédéré les participants autour de ce projet. Enfin, le cinquième lot portera sur la qualification d’un composant, soumis à des essais de pression. »

Pourquoi est-ce important pour Naval Group de faire partie de ce projet ?

« L’intérêt global est d’être en relation avec les grands acteurs du nucléaire en Europe, ce qui permet à Naval Group de participer aux échanges techniques et technologiques dans l'industrie du nucléaire. Intervenir dans un tel projet c’est pouvoir faire entendre les exigences de l’environnement nucléaire spécifique de Naval Group : les chaufferies embarquées. Les résultats issus de ces études seront ensuite probablement utilisés pour créer des normes pour l’utilisation de la FA dans le nucléaire. »

NUCOBAM en bref

Le projet NUclear Component Based on Additive Manufacturing (NUCOBAM) a démarré en octobre 2020 pour 4 ans. Il réunit 13 partenaires de 6 pays différents, du milieu du nucléaire et de la fabrication additive : CEA, EDF, Framatome, IRSN et Naval Group (France), ENGIE Laborelec, Tractebel, SCK·CEN (Belgique), CIEMAT (Espagne), USFD (Angleterre), VTT (Finlande), Ramén Valves (Suède) et le Centre de recherche européen JRC.