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Médiathèque

LE ZIRCONIUM, 1ère BARRIERE DE SURETE DU REACTEUR

Billettes de zirconium pour fabrication des tubes d' assemblages de combustible

AREVA, par le biais de ses filiales CEZUS et ANF, possède une compétence reconnue dans la fabrication du zirconium et des alliages de zirconium, et fournit la plupart des grands exploitants nucléaires dans le monde. AREVA est leader mondial avec 40 % du marché du zirconium pour les produits utilisés dans l’industrie nucléaire.

Pourquoi le zirconium?

Dans l'industrie nucléaire, le zirconium est utilisé comme matériau pour le gainage et les éléments de structure des assemblages de combustible. Le gainage constitue la première barrière de confinement d’un réacteur.
L'emploi du zirconium s'explique par ses qualités spécifiques, comme une faible absorption des neutrons thermiques et une excellente résistance à la corrosion dans l'eau et dans la vapeur sous haute pression. Ce matériau offre également une bonne tenue mécanique et une bonne stabilité sous irradiation, assurant ainsi un contact constant entre le combustible et le fluide caloporteur.

Des usines spécialisées dans la métallurgie du zirconium

Composante essentielle de son offre intégrée de fourniture d’assemblages de combustible, elle comprend l’ensemble des procédés de fabrication, depuis le minerai de zircon jusqu’aux produits finis. Avec les six implantations de ses filiales, CEZUS en France et ANF en Allemagne, AREVA possède la première capacité mondiale de production de zirconium.

 La métallurgie du zirconium fait appel à une vaste expertise en procédés chimiques et métallurgiques :

  • fabrication d'éponge de zirconium,
  • fusion à l'arc sous vide, extrusion, forgeage et laminage, 
  • traitement thermique,
  • contrôle non destructif.

Chaque usine est spécialisée dans un aspect de la métallurgie ou de la mise en forme du zirconium :

Éponge de zirconium et produits semi-finis

  • L’usine CEZUS de Jarrie (Isère), produit de l’éponge de zirconium au terme d’opérations chimiques et de métallurgie extractive. Sa production annuelle est d’environ 1900 tonnes. Elle valorise également des produits dérivés de la fabrication de zirconium tels que des sels de hafnium, de magnésium et de silicium ainsi que de la zircone et du hafnium de haute pureté.
  • L’usine CEZUS d’Ugine (Savoie) fabrique des alliages de zirconium à partir d’éponges livrées par l’usine de Jarrie, de produits de zirconium recyclés et d’éléments d’addition.
    Ces matières sont ensuite fondues, forgées puis mises en forme pour devenir des produits plats, appelés largets, des barres ou des ébauches filées.
    Ces produits semi-finis seront ensuite livrés aux autres sites afin d’être transformés en tubes, tôles et feuillards.
    L’établissement réalise également la transformation par fusion et forge de produits en titane.
    Ugine est également le siège du Centre de recherche de CEZUS, reconnu pour ses activités de recherche et développement dans les alliages, comme le M5®.

Produits plats

  • L’usine CEZUS de Rugles (Eure), utilise comme matière première les largets en zirconium fournis par l’établissement d’Ugine. Les largets y sont laminés en feuillards et tôles suivant des procédés de laminage à chaud et à froid.
    Ces produits plats servent ensuite à la fabrication de composants d’assemblages de combustible pour réacteurs REP et REB. Sa capacité annuelle de production est d’environ 500 tonnes de tôles et de feuillards de zirconium. 

Gainage du combustible et tubes de structure

  • L’usine de Montreuil-Juigné (Maine et Loire) transforme, par des procédés de laminage, les ébauches filées, reçues d’Ugine, en tubes ébauches destinés aux fabricants de tubes par les assemblages de combustible. Sa capacité annuelle est de plus de 1000 tonnes de tubes ébauches.
  • L’usine de CEZUS de Paimbœuf (Loire-Atlantique) et l’usine ANF de Duisburg réalisent, à partir des tubes ébauches de Montreuil-Juigné des tubes gaines et tubes guides pour réacteurs REB et REP dans le monde entier.
    Le site de Paimboeuf lamine aussi des barres en zirconium destinées à la fabrication des bouchons qui assurent l’étanchéité des crayons.
    Les usines de Paimboeuf et Duisburg représentent une capacité de production de 6000 km de tubes par an.