ASSemblages InnovantS des maTériaux (SiC, C/C, SiC/SiC) envisagés pour l’Energie et les eNvironnementS Extrêmes – ASSISTENSE

L’évolution des techniques et des procédés dans de nombreux secteurs industriels et notamment dans le secteur nucléaire conduit au fait que les matériaux peuvent être amenés à travailler dans des conditions de plus en plus sévères. Ainsi, les développements spécifiques aux applications nucléaires en particulier, notamment si les modes de fonctionnement dégradés ou accidentels sont pris en compte, peuvent déboucher sur des solutions génériques innovantes en termes de procédés et de matériaux résistants aux sollicitations sévères dans des environnements extrêmes. Parmi ces matériaux, les composites peuvent trouver des applications dans tous les secteurs d’activité (énergie, environnement, aéronautique, chimie, etc…). Dans ce contexte, la résolution des problèmes liés à l’assemblage en général et à celui des matériaux composites à hautes performances en particulier constitue un enjeu important ayant des caractères générique et stratégique pour des applications dans les domaines, par exemple, de l’énergie, de la chimie ou de la pharmacie.
Ainsi, ASSISTENSE se propose de développer, d’évaluer et de préparer le transfert d’ un ou des procédé (s) innovant(s) d’assemblage de matériaux prometteurs pour les énergies et les environnements sévères. Ce procédé hybride est basé sur le dépôt par voie sèche (PVD ou projection) d’un matériau de brasage suivi de la phase d’assemblage proprement dite. Le projet s’appuie sur le triptyque élaboration/procédé – caractérisations physicochimiques – performances des assemblages ainsi obtenus. Les relations qui lient ces trois composantes doivent permettre de répondre à certaines limites des procédés d’assemblage conventionnels.
L’objectif du projet ASSISTENSE est de déboucher sur une rupture en termes de procédés et matériaux dans le domaine de l’assemblage des matériaux à hautes performances destinés aux environnements extrêmes. Plus précisément, il s’inscrit dans le cadre des applications nucléaires pour le développement des réacteurs GFR et sodium. Dans ce cas, il permettra par exemple de valoriser des revêtements élaborés par voies sèches pour assembler des composants complexes à base de SiC ou de carbone (composite SiC / SiC, composite C/C, SiC fritté, …). Ces assemblages trouvent des applications dans le domaine du nucléaireou pour des applications aéronautiques. Cela permettra également de développer des échangeurs compacts à haute performance pouvant fonctionner à haute température (échangeur de chaleur dans le domaine de la récupération énergétique) et/ou sous environnement agressif (échangeur réacteur pour la chimie ou la pharmacie).
ASSISTENSE s’articule donc autour de deux lots de travail principaux ; le développement du procédé de dépôt du matériau de brasage par voie sèche (PVD ou projection) associé au développement du procédé d’assemblage. Ce dernier devrait permettre d’une part de réduire les coûts de mise en œuvre de la brasure et d’autre part de pouvoir assurer une répartition homogène de la brasure en tout point du composant et de ce fait obtenir des propriétés mécaniques accrues. En amont, deux lots de travail doivent fournir, en données de sortie, un cahier des charges lié au matériau de brasage en relation avec l’application et la fourniture de ce matériau sous forme de poudres compatibles avec la projection et sous forme de source compatible avec une technologie PVD. Un lot de travail est entièrement consacré aux caractérisations physico-chimiques des surfaces et des interfaces. En aval, deux lots de travails sont axés d’abord sur la réalisation de démonstrateurs et leur évaluation et, ensuite, sur la valorisation et le transfert potentiel du (ou des) procédé(s). Concernant ces deux derniers lots, ASSISTENSE est un projet collaboratif pour lequel les partenaires industriels sont associés à toutes les étapes de la recherche et développement, ceci afin d'optimiser les phases de démonstration et de préparation du transfert de technologie.