Un matériau pensé pour le plomb liquide.
Dans les derniers champs de recherche du nucléaire, tout ne se joue pas uniquement dans le cœur du réacteur.
Tout ce qui l’entoure doit également être optimisé pour également tenir face aux nouvelles conditions extrêmes qu’engendre la génération IV des réacteurs nucléaires (la plus avancée).
En Russie, les ingénieurs viennent ainsi de mettre au point un nouvel acier austénitique capable de conserver ses propriétés mécaniques jusqu’à 600 degrés Celsius.
On va vous expliquer pourquoi c’est une découverte majeure qui va mettre Rosatom (à l’origine de la découverte) dans les meilleures dispositions pour la future révolution nucléaire qui s’annonce.
Lire aussi :
La Russie forge un acier capable de résister à 600°C pour ses réacteurs nucléaires de nouvelle génération
Les réacteurs russes à eau pressurisée classiques, de type VVER, fonctionnent autour de 320 à 350 degrés Celsius, jusqu’ici aucun souci, l’acier destiné à contenir le réacteur tient.
Le problème qui se profile à l’horizon c’est que les futurs réacteurs rapides refroidis au plomb, eux, travaillent entre 500 et 600 degrés Celsius. On change d’échelle thermique. Les contraintes mécaniques, la corrosion et le fluage des matériaux deviennent critiques à ces températures hors nome.
Ce nouvel alliage a été développé dans le cadre du projet « Proryv » porté par Rosatom. L’objectif du programme est ambitieux : démontrer la viabilité industrielle d’un cycle du combustible nucléaire fermé, reposant sur des réacteurs rapides.
Dans ces systèmes, le fluide de refroidissement n’est pas de l’eau sous pression mais du plomb liquide qui a l’avantage d’être stable, dense, excellent conducteur thermique, mais extrêmement exigeant pour les matériaux en contact.
Le nouvel acier combine :
- résistance à la corrosion en milieu plomb
- stabilité thermique jusqu’à 600 degrés Celsius
- tenue mécanique à long terme supérieure aux aciers de référence
Autrement dit, il doit résister à la fois à la chaleur, aux neutrons et à un métal liquide corrosif.
Le chantier BREST-OD-300 en ligne de mire
Ce développement vise notamment le réacteur BREST-OD-300, cœur du démonstrateur industriel du cycle fermé russe.
BREST-OD-300 est un réacteur rapide refroidi au plomb d’une puissance d’environ 300 MW électriques. Il s’inscrit dans un complexe nucléaire intégrant :
- une unité de production d’électricité
- une installation de retraitement du combustible irradié
- un module de fabrication et de refabrication de combustible à partir d’uranium et de plutonium recyclés
L’idée est de ne plus considérer le combustible usé comme un déchet définitif, mais comme une matière première réutilisable.
Pour que ce cycle fonctionne industriellement, il faut des matériaux capables de tenir des décennies dans des conditions extrêmes.
La soudure laser entre en scène
Développer un acier ne suffit pas. Encore faut-il savoir l’assembler.
Les ingénieurs russes ont testé des techniques de soudage laser sur des aciers austénitiques et martensitiques, y compris des combinaisons de métaux différents. Résultat : une vitesse de production supérieure aux méthodes traditionnelles à l’arc, sans perte de qualité des soudures.
Des composites capables de supporter 1 600°C
En parallèle, la division mécanique de Rosatom a produit des composants en composites carbone-carbone destinés aux réacteurs à haute température refroidis à l’hélium.
Ces matériaux ont été testés pour :
- conserver leur stabilité physique à 1 300 degrés Celsius
- maintenir leurs propriétés mécaniques jusqu’à 1 600 degrés Celsius
Ces développements concernent des réacteurs thermiques d’environ 200 MW thermiques, capables d’atteindre des températures de sortie d’environ 850 degrés Celsius, afin de produire de la vapeur surchauffée autour de 750 degrés Celsius, bien au-dessus des températures des centrales nucléaires actuelles.
Pourquoi « encore » augmenter la température des réacteurs ?
Plus la température d’un cycle thermique est élevée, plus le rendement peut augmenter. C’est une loi physique simple : le rendement thermodynamique dépend de l’écart de température.
En passant de 320 degrés à 600 degrés, voire davantage dans certains concepts, on ouvre la voie à des centrales plus efficaces, capables de produire plus d’énergie avec la même quantité de combustible.
Mais vous l’aurez compris, cela n’est possible que si les matériaux suivent !
Comparaison des environnements thermiques
| Type de réacteur | Fluide de refroidissement | Température typique | Contraintes matériaux |
| VVER (eau pressurisée) | Eau | 320 à 350°C | Haute pression, corrosion eau |
| Réacteur rapide au plomb (BREST) | Plomb liquide | 500 à 600°C | Corrosion métal liquide, irradiation |
| Réacteur haute température (hélium) | Hélium | Jusqu’à 850°C en sortie | Températures extrêmes, stabilité long terme |
La course mondiale aux réacteurs rapides au plomb
Les réacteurs rapides refroidis au plomb (anglais Lead Fast Reactor ou LFR)constituent aujourd’hui l’un des piliers de la génération IV. Leur promesse est ambitieuse : meilleure utilisation du combustible, réduction des déchets à vie longue, sûreté passive renforcée et rendement thermique supérieur grâce à des températures plus élevées.
La Russie avance comme on l’a vu avec le réacteur BREST-OD-300 qui vise un démarrage autour de 2026 et s’inscrit dans une logique complète de cycle fermé du combustible, avec retraitement et refabrication sur site.
En Europe, plusieurs projets structurants émergent. Le consortium EAGLES, impliquant la Belgique, l’Italie et la Roumanie, développe l’EAGLES-300, un réacteur de 300 à 350 MW électriques. Il s’appuie notamment sur le démonstrateur ALFRED en Roumanie et sur le programme LEANDREA en Belgique pour tester combustibles et matériaux d’ici le milieu des années 2030.
En France et en Italie, newcleo progresse avec le LFR-AS-30 de 30 MW électriques en Indre-et-Loire et surtout le LFR-AS-200, premier modèle industriel visé autour de 2032. En Belgique, le projet MYRRHA, piloté par le SCK CEN, explore un système sous-critique refroidi au plomb-bismuth, orienté recherche et transmutation des déchets.
La Suède n’est pas en reste avec Blykalla, qui développe le SEALER-55, un LFR modulaire de 55 MW électriques utilisant du nitrure d’uranium. Un prototype est prévu avant la fin de la décennie, avec une mise en série au début des années 2030.
Aux États-Unis, Westinghouse Electric Company travaille sur un LFR de 300 à 400 MW électriques, en partenariat avec des acteurs européens. Des essais de qualification ont déjà été menés au Royaume-Uni, et le concept est intégré à des initiatives internationales de génération IV.
Enfin, la Chine poursuit des travaux expérimentaux autour de la série CLEAR, même si aucun calendrier industriel ferme n’a récemment été confirmé.
Principaux projets LFR dans le monde
| Projet | Puissance électrique | Pays / Consortium | Statut / Échéance indicative |
| BREST-OD-300 | 300 MW électriques | Russie | Démarrage visé 2026 |
| EAGLES-300 | 300-350 MW électriques | Belgique / Italie / Roumanie | Commercialisation visée vers 2039 |
| LFR-AS-200 | 200 MW électriques | France (newcleo) | Mise en service visée 2032 |
| LFR-AS-30 | 30 MW électriques | France (newcleo) | Déploiement visé début des années 2030 |
| SEALER-55 | 55 MW électriques | Suède (Blykalla) | Série industrielle début années 2030 |
| Westinghouse LFR | 300-400 MW électriques | États-Unis / Europe | Développement et essais en cours |
| MYRRHA | Recherche (sous-critique) | Belgique | Déploiement progressif, recherche |
Sources :
- World Nuclear News, European alliance to develop lead-cooled SMR (18 juin 2025),
article d’actualité présentant la constitution d’une alliance industrielle européenne visant à développer un petit réacteur modulaire refroidi au plomb. - Westinghouse Electric Company, Lead-Cooled Fast Reactor (consulté en 2026),
page technologique détaillant le concept de réacteur rapide refroidi au plomb développé par Westinghouse, ses principes de fonctionnement, ses avantages en termes de sûreté passive et de gestion du combustible, ainsi que ses applications potentielles dans le segment des SMR. - Rosatom – TsNIITmash, Учёные ЦНИИТМАШ разработали новую сталь для «быстрых» реакторов нового поколения (27 février 2026), communiqué de presse officielle
