Un projet financé par l'UE a favorisé les liens entre les programmes nationaux et européens pour harmoniser et mettre en œuvre la recherche scientifique et technique sur les matériaux pour un secteur nucléaire sûr et durable.

Le projet MATISSE a jeté les bases d'un programme de recherche européen intégré, qui a étudié des matériaux innovants pouvant être utilisés pour garantir un secteur nucléaire sûr et durable. L'initiative comprenait une combinaison de projets collaboratifs ainsi que des actions de coordination et de soutien des instituts de recherche.

En rassemblant 27 organisations de 10 pays européens (dont un partenaire international de Corée du Sud), MATISSE a permis aux chercheurs de participer aux dernières initiatives européennes, développer des matériaux avancés pour la production d'énergie nucléaire. L'objectif était de favoriser les liens entre les programmes de recherche nationaux respectifs en mettant en réseau et en intégrant des activités sur l'innovation des matériaux pour les systèmes nucléaires avancés, partager les bonnes pratiques des partenaires et développer des outils de communication efficaces.

"Sous les auspices de l'Alliance européenne pour la recherche énergétique (EERA), les partenaires du projet ont établi un Programme commun sur les matières nucléaires (JPNM) pour améliorer la coordination des initiatives nationales, Programmes de collecte de fonds européens et autres collaborations, " explique le coordinateur du projet Dr Pierre-François Giroux. Le consortium a ciblé des activités de R&D considérées comme prioritaires par les partenaires de JPNM, conduisant à des progrès dans les domaines des matériaux conventionnels, matériaux avancés et capacités prédictives.

De nouveaux matériaux aux propriétés améliorées

Le projet a poursuivi trois « Grands Défis » définis par l'EERA-JPNM, y compris l'élaboration de règles de conception, des procédures d'évaluation et d'essai adaptées aux conditions d'exploitation attendues et aux matériaux envisagés. Les autres défis impliquaient le développement de modèles physiques couplés à une caractérisation microstructurale avancée pour parvenir à une compréhension de haut niveau de la capacité prédictive, et le développement de nouveaux matériaux avec des propriétés thermomécaniques et une résistance aux rayonnements supérieures. « Ces trois Grands Défis doivent être relevés et résolus pour tirer pleinement parti de la technologie nucléaire de Génération IV, en matière de sécurité, performances et coût, », précise le Dr Giroux.

Soutenir l'évolution du JPNM en un programme de recherche intégré impliquant les États membres, la Commission européenne et les principaux acteurs européens était l'une des principales cibles du projet. Le cadre MATISSE a été utilisé pour mettre en œuvre le JPNM et une stratégie à moyen et long terme a été élaborée, ainsi qu'une feuille de route et un schéma d'accès aux infrastructures de recherche à grande échelle.

Étude des alliages ODS et des composites céramiques

Le consortium a préparé la gouvernance, structures financières et de gestion, tout en mettant en œuvre des programmes d'éducation et de formation, la mise en réseau, diffusion et communication. En outre, les partenaires du projet ont identifié des domaines prioritaires pour mener des recherches, conduisant à des résultats significatifs dans des domaines tels que l'évaluation des effets du durcissement induit par l'irradiation et du mécanisme de fluage sur les performances des alliages ferritiques/martensitiques. Les scientifiques ont également sélectionné des revêtements fonctionnels, couches superficielles modifiées, et des phénomènes classés tels que l'interaction combustible-gaine et la dégradation assistée par l'environnement des aciers dans les alliages de plomb liquide.

Les chercheurs ont également étudié le potentiel des alliages renforcés par dispersion d'oxyde (ODS) et des composites céramiques pour les gaines de combustible avancées et de nouveaux matériaux structurels 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 revêtement afin d'élargir la base de données des matériaux disponibles dans le commerce à utiliser pour les prototypes de réacteurs à neutrons rapides, " dit le Dr Giroux.

MATISSE a établi des priorités clés dans la recherche sur les matériaux nucléaires avancés, identifié des opportunités de financement et harmonisé ce domaine scientifique et technique au niveau européen en maximisant les recherches complémentaires et les synergies avec les acteurs majeurs de ce domaine. Le Dr Giroux conclut :« Le mix de R&D sur les matériaux conventionnels et avancés est positif pour les systèmes nucléaires en général. A court-moyen terme, les prototypes seront construits avec des matériaux du commerce et le premier cœur alimenté par des éléments combustibles conventionnels, tandis qu'à long terme, des matériaux avancés seront testés et qualifiés afin d'être implantés dans ces nouveaux systèmes nucléaires."