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Alliages forcés et technologies pour l'énergie récompensés

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Le 24 octobre dernier à Essen, le Professeur Alferov, prix Nobel de Physique 2000, a remis à Georges Martin, Conseiller Scientifique auprès du Haut Commissaire à l'Énergie Atomique, le Rhine Ruhr International Materials Award. Ce prix récompense "ses idées novatrices remarquables" concernant les matériaux dans le domaine des technologies pour l'énergie.

Georges Martin à gauche lors de la remise du prix Rhine-Ruhr International Materials Award 2005

Dans le nucléaire, nombreux sont les matériaux soumis à des irradiations prolongées, par des neutrons ou d'autres particules. On attend de ces matériaux qu'ils conservent leur intégrité dans des conditions extrêmes pendant de très longues durées : quelques années pour les matériaux des combustibles nucléaires, 60 années pour les cuves des réacteurs à eau pressurisée, quelques siècles pour les matériaux de confinement des déchets. Or l'irradiation s'attaque aux trois fondements classiques des performances des matériaux : leur chimie (en provoquant des transmutations), leur structure atomique (les collisions des particules incidentes éjectent les atomes de leurs sites), leur "microstructure" (sous l'effet de l'évolution à long terme des quelques défauts laissés par les collisions nucléaires). En conséquence, les outils classiques de modélisation thermodynamique, qui sont à la base de l'expertise en conception et optimisation des matériaux, perdent leur efficacité.

Georges Martin a proposé une approche entièrement nouvelle pour la question fondamentale suivante : comment expliquer qu'une organisation de la matière ("une phase") est plus stable qu'une autre dans un alliage sous irradiation ? Il a réalisé qu'une telle stabilité ne peut être expliquée que par une approche entièrement cinétique. Il a formulé ses résultats soit en termes simples d'utilisation intuitive, soit de manière plus sophistiquée permettant de rendre compte des effets subtils des détails de l'interaction particule/matière.

Georges Martin a montré que son approche, appelée les "alliages forcés" ("Driven Alloys"), présente un intérêt plus vaste que la métallurgie nucléaire. Par une série d'expériences ciblées et au prix de simplifications de ses modèles, il a montré que de nombreux aspects de la "Mécano-Synthèse" (c'est à dire la fabrication de nouvelles phases par broyage) peuvent être expliqués et optimisés à l'aide des notions d'alliages forcés. De même, Georges Martin et le Service de Recherches de Métallurgie Physique, qu'il a dirigé au CEA Saclay, ont montré comment tirer parti de ces notions pour aborder le problème de l'usure des roues de TGV et développer un test miniaturisé de la transformation de phase à l'origine de cette usure. Fort de ces succès, Georges Martin a participé à la mise en place de programmes Européens (European Fusion Development Agrement) pour la modélisation multi-échelle des matériaux pour de futurs réacteurs de fusion nucléaire.

Le "Rhine Ruhr International Materials Award"

Pour stimuler, au niveau international, l'innovation dans le domaine des matériaux, le Cercle d'Initiatives de la Rhur, animé par le Pr. Dr. Ekkehard Schultz, président du groupe ThyssenKrupp, a lancé un cycle de conférences et un prix annuels : le « Rhine-Ruhr International Materials Conference and Award ». En 2005, le thème retenu était : « Les matériaux pour les technologies de l'énergie au 21ème siècle ». Le Rhine-Ruhr International Materials Award, décerné pour la première fois le 24 Octobre 2005, est le prix international le mieux doté en Science des Matériaux. Le Cercle d'Initiatives de la Rhur a l'ambition d'en faire l'équivalent du prix Nobel pour les Matériaux.

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