Outre ses interventions dans les secteurs de la chimie et de la pharmacie, la robinetterie Ducroux est notamment investie, en sa qualité de fabricant de robinetterie industrielle spéciale, dans la recherche et le développement d'une gamme complète de vannes pour application sur sodium liquide, sollicitée par l'industrie du nucléaire.
Le sodium liquide est utilisé dans les réacteurs nucléaires de 4ème génération car il présente plusieurs avantages décisifs : il ne ralentit pas les neutrons (les réacteurs sont alors dit "à neutrons rapides"), c'est un très bon caloporteur et il reste liquide entre 98°C et 890°C.
Cette technologie de réacteurs refroidis au sodium a émergée dans les années 70 avec plusieurs réacteurs expérimentaux en France (Rapsodie en 1967 et Phénix en 1973, développés par le Commissariat à l’Energie Atomique) ; ainsi qu’un autre prototype industriel développé en 1985 par un consortium franco-germano-italien : Superphénix, avant de connaitre un net ralentissement entre 1997 et 2007.
La robinetterie Ducroux a participé au développement de cette filière dans son domaine de compétence : les vannes et robinets. En effet, depuis la fin des années 60, jusque en 2009, l’entreprise à fourni plus d’un millier de vannes pour les circuits d’essai du CEA en France, mais aussi pour la Corée du Sud (Kaeri) et l’Inde (Igcar). Ces vannes ont été développées et conçues pour fonctionner sur des circuits sodium jusqu’à une température de 550°C, température atteinte en sortie du cœur des réacteurs de cette filière.
La robinetterie Ducroux a également fourni des vannes pour le réacteur prototype Super Phénix, notamment l'ensemble de la robinetterie de DN égal ou inférieur à 40 mm (plus de 300 appareils).
Deux technologies existent pour cette application très particulière qu’est le sodium liquide.
La première est celle dite du joint solidifié. Il s’agit d’une adaptation des vannes hautes températures à presse-étoupe refroidi. Le principe est simple et ingénieux : le sodium liquide remonte par un espace aménagé entre la tige et un chapeau rallongé. Il est refroidi par des ailettes disposées sur ce chapeau jusqu’à obtenir la solidification lorsque la température devient inférieure à 98°C. Le joint ainsi créé assure l’étanchéité tout en permettant l’ouverture/fermeture de la vanne grâce à une spécification très particulière de la tige de commande. Un presse étoupe possédant plusieurs joints toriques assure une fonction de sécurité.
La seconde technologie employée est celle de la robinetterie à soufflets. Un soufflet métallique (Inconel, 316Ti, Hastelloy, …) est soudé en partie basse sur la tige et en partie haute sur le chapeau. Il isole ainsi totalement le presse-étoupe du fluide, assurant une parfaite sécurité.
Chaque technologie possède ses avantages et inconvénients. La technique du joint solidifié est simple, ne comporte pas de pièces d’usure, mais elle impose une pureté importante du sodium pour éviter la cristallisation des impuretés le long de la tige de manouvre.La technique des vannes à soufflets n’a pas ce défaut, mais le soufflet est une pièce d’usure et il faut s’assurer d’une température suffisante (150°C minimum) pour manœuvrer la vanne.
Chacune des deux technologies est déclinée en robinetterie d’obturation, généralement constitué de vannes à double opercule (fonctionnement tout ou rien), ou en robinets de réglage à soupape (on préférera dans ce cas la technologie à soufflet), actionnés manuellement ou par vérins pneumatiques.
Dans le cadre du renouveau de la filière (objectif d’un démonstrateur industriel Astrid pour 2020), le CEA sollicite REG-Technology, au travers de sa gamme de robinetterie Ducroux, pour améliorer la conception des vannes sodium. Les objectifs sont multiples : gagner en encombrement, en coût, en sureté de fonctionnement.
Ce projet sur 3 ans devra aboutir à la naissance d’une nouvelle technologie révolutionnaire ou à l’optimisation de la robinetterie actuelle par l’ajout de nouveaux procédés de fabrication.