Soudure nucléaire : zoom sur les besoins de la filière

Le nucléaire n’est autre que la première source de production d’électricité en France. Forcément, cela en fait une industrie stratégique. Soumise à des conditions de sécurité élevées, la filière se caractérise par un haut niveau d’exigence technologique auquel le soudage laser sait répondre. Mais comment utilise-t-on la soudure laser dans le secteur du nucléaire ? Explications.

Le nucléaire en France : contexte et exigences

Présentation de la filière

En France, le nucléaire est d’abord un moyen de production d’électricité. On dénombre ainsi une cinquantaine de réacteurs en fonctionnement dans une vingtaine de centrales nucléaires.

En matière de technologie, on distingue aujourd’hui trois générations de réacteurs destinés à la production d’électricité :

• les réacteurs à  l’uranium naturel graphite gaz (UNGG) de 1^re génération, entrés en service avant les années 1970 ;
• les réacteurs nucléaires de 2^e génération réacteur à eau pressurisée (REP), plus sécurisés ;
• les réacteurs de 3^e génération de type EPR, produisant moins de déchets 

Le nucléaire ne se résume pas aux centrales ! La filière englobe également une dizaine de réacteurs expérimentaux aux applications diverses :

• recherche fondamentale pour le réacteur à haut flux (RHF) de l’Institut Laue-Langevin situé à Grenoble ;
• essais sur les matériaux pour le réacteur Osiris de Saclay ;
• étude des accidents de réactivité pour le réacteur CABRI, 
• fabrication d’isotopes utilisés en médecine nucléaire (diagnostics et thérapies) pour le réacteur Jules Horowitz (RJH), 
• fabrication de combustibles pour les centrales de puissance au LEFCA, 
• gestion de déchets et propulsion navale pour le réacteur d’essais au sol (RES)…

Une industrie exigeante et très contrôlée

Le secteur se caractérise par une réglementation contraignante et un système qualité poussé. La chaîne de sous-traitance fait l’objet d’une inspection rigoureuse de la part du client producteur d’électricité (EDF), chargé de contrôler la chaîne de production. 

Les soudures sont en particulier vérifiées par le CEIDRE, unité spécifique rattachée à la division ingénierie nucléaire d’EDF. D’autres acteurs de la chaîne disposent également de leurs propres inspecteurs :

• Framatome, 
• TechnicAtome, 
• SNEF
• le CEA/STXN… 

Soudure laser : une technique aux nombreux avantages pour le nucléaire

Différentes techniques de micro soudure peuvent être utilisées dans le nucléaire : 

• la soudure par faisceau d’électrons, 
• la soudure TIG
• la soudure plasma
• la soudure laser.

Les applications de la soudure laser dans le secteur

Axée sur la technologie laser, l’activité de Laser Rhône Alpes se concentre sur :

• l’assemblage de pièces en moyenne série pour les centrales : vannes, actionneurs, éléments de sécurité… ;
• la soudure d’éléments en petites séries pour des applications confidentielles ;
• la mise au point de soudures pour des applications de fusion nucléaire, par exemple dans le cadre d’ITER.

Différents matériaux peuvent être soudés au laser : 

• l’inox, 
• l’inconel, 
• l’aluminium 

Les atouts de la soudure laser pour le secteur

Par rapport à un soudage TIG qui reste manuel, le laser est une technologie assistée qui permet de maîtriser la soudure dans sa profondeur de pénétration. Avec un procédé plus stable qui ne dépend pas de l’opérateur, la soudure est de meilleure tenue.

Le cordon obtenu est également plus fin et plus précis, ce qui est un sérieux atout dans la réalisation des soufflets d’instrumentation de mesure. Enfin, la faible déformation des éléments est particulièrement intéressante pour le soudage de membranes de sécurité.

Pour fiabiliser vos opérations, Laser Rhône Alpes peut réaliser au préalable une expertise métallurgique de vos métaux, et procéder a posteriori à des contrôles non destructifs (ressuage PT, contrôle d’étanchéité LT, etc.) des pièces après assemblage.

À lire aussi : Les idées reçues sur la soudure laser ! 

L’expertise de Laser Rhône Alpes dans le domaine

Laser Rhône Alpes dispose aujourd’hui d’une expérience de plus de 10 ans dans les opérations de soudage laser pour le nucléaire.

Notre savoir-faire

Notre atelier, nos opérateurs et nos procédés sont tous qualifiés pour répondre aux inspections d’EDF intervenant plusieurs fois par an. Qui plus est, nous sommes complètement autonomes si nécessaire dans la gestion documentaire liée aux opérations, qui s’avère assez conséquente dans le secteur.

Par ailleurs, nous sommes membres de Nuclear Valley, dédié à la filière nucléaire en France. Labellisé par l’État, ce pôle de compétitivité réunissant institutions, scientifiques et industriels est spécialisé dans la recherche de solutions innovantes et compétitives en région Bourgogne-Franche-Comté et Auvergne-Rhône-Alpes.

Nos réalisations

En partenariat avec Daher et TechnicAtome, nous sommes intervenus sur le projet Barracuda pour la soudure d’éléments propres au système de propulsion nucléaire des sous-marins.

Nos équipes ont également travaillé sur la réalisation de soufflets utilisés dans les systèmes de fonctionnement, de sécurité, d’instrumentation, de contrôle et d’inspection nucléaires.

Le nucléaire permet aujourd’hui de produire une électricité à bas coûts et sans carbone. Ce qui en fait une solution de choix pour réduire nos émissions de gaz à effet de serre d’ici 2050 ! C’est d’autant plus important que nos consommations électriques vont probablement doubler du fait des nouveaux moyens de mobilité en plein développement.