Brevet FR2570001A1 — publié le 19860314

La présente invention a pour objet un procé dé de dépôt d'un matériau constitué en majeure partie par un métal, un alliage, du bore et/ou une substance céramique. De façon plus précise, elle concerne le dé pôt de couches relativement épaisses de tels matériaux sur un substrat en vue de réaliser par exemple des blindages ou des écrans biologiques. Dans l'industrie nucléaire, il est souvent nécessaire de mettre en place des écrans de protection biologique sur des cuves ou des appareillages, afin de protéger l'environnement contre les radiations p et y susceptibles d'être émises à L'intérieur des cuves ou des appareillages. Habituellement, ces écrans biolo giques sont constitués par des feuilles ou des briques de métaux tels que le plomb, qui sont fixés sur les parois externes des cuves ou des appareillages par des moyens mécaniques, ce qui suppose, dtune part, la réa lisation des feuilles ou des briques, puis leur mise en place à l'endroit voulu. Cette façon de procéder est relativement onéreuse et exige des durées relati vement longues pour la réalisation complète des écrans. La présente invention a précisément pour objet un procédé de dépôt d'un matériau constitué en majeure partie par un métal, un alliage, du bore et/ou une substance céramique, qui permet de réaliser sur place à l'endroit voulu la protection biologique ap propriée. Le procédé, selon l'invention, de dépôt sur un substrat d'un matériau constitué en majeure partie par un métal sauf le zinc, un alliage, du bore et/ou une substance céramique, se caractérise en ce qu'il consiste à appliquer sur ledit substrat des particules dudit métal, dudit alliage, dudit bore et/ou de ladite substance céramique, et à fixer les particules entre elles et sur Le substrat par un liant hydraulique ou un liant organique présent en quantité telle que le rapport en poids du métal, de l'alliage, du bore et/ou de la substance céramique au liant soit au moins égal à 1. Grâce au choix d'un liant hydraulique ou d'un liant organique approprié, le procédé de l'inven- tion permet la réalisation de couches pouvant atteindre une épaisseur de 200 mm, qui présentent une bonne adhérence au substrat et dans laquelle les particules de métal, d'alliage, de bore et/ou de substance céramique sont consolidées entre elles par le liant. Les particules peuvent être formées d'une poudre, de copeaux ou de billes. On peut utiliser en particulier des billes ou particules sphériques d'un métal, d'un alliage ou d'une substance céramique ayant des dimensions moyennes de 10 pm à quelques millimé- tries. Lorsque le procédé de l'invention est utilisé pour La réalisation d'écrans biologiques, Le métal, l'alliage ou la substance céramique est choisi de façon à présenter une absorption pour les rayonnements ss et les rayonnements r suffisante pour assurer la protection biologique de l'environnement, compte tenu de l'épaisseur de la couche déposée. A titre d'exemple de métaux ou d'alliages susceptibles d'être utilisés, on peut citer le plomb, l'acier ordinaire, l'acier inoxydable, le nickel, le cadmium, l'hafnium, l'uranium, et Leur alliages ainsi que les alliages de bore. On peut aussi utiliser des substances céramiques telles que des borures, des siliciures, des carbures, des nitrures et des oxydes, par exemple du carbure de bore B4C. Le liant peut être constitué par un Liant hydraulique ou un Liant organique. Les liants hydrau I i ques peuvent être le ciment, par exemple les ciments å pouzzolanes et spéciaux CLK, CPS, etc... Lorsque l'on utilise un liant organique, celui-ci est constitué de préférence par une résine thermodurcissable, telle qu'une résine polyester ou une résine polyépoxyde. En effet, ces résines présen- tent la propriété de bien adhérer à ta plupart des substrats utilisés. Par ailleurs, elles peuvent être durcies facilement à la température ambiante. Selon l'invention, on utilise une proportion importante de bore, de métal, d'alliage et/ou de substance céramique afin que la couche obtenue présente des caractéristiques pratiquement analogues à celles du bore, du métal, de l'alliage ou de La substance céramique Généralement, on applique simultanément les particules de bore, de métal, d'alliage et/ou de substance céramique et le liant sous ta forme d'un mélange contenant de 50 à 95% en poids de bore, de métal, d'alliage et/ou de substance céramique et de 5 à 50% en poids de liant. Des compositions de ce type sont très éloi gnées des peintures à base de métaux qui présentent une faible concentration en métal et qui ne peuvent généralement etre déposées que sous la forme de couches de faible épaisseur. Compte tenu de l'épaisseur limitée, de tels dépôts ne peuvent être utilisés pour constituer une protection biologique dans le domaine nucléaire. Lorsque le métal utilisé est du plomb, le mélange comprend avantageusement de 70 à 95% en poids de plomb et de 5 à 30% en poids d'une résine polyester ou d'une résine polyépoxyde. Selon une variante de mise en oeuvre du procédé de L'invention, on peut former le mélange sur le substrat à revêtir en appliquant alternativement au moins une première couche du métal, de l'alliage, du bore et/ou de la substance céramique et au moins une deuxième couche de Liant. On peut appliquer le métal, L'alliage, le bore et/ou la substance céramique seul ou en mélange avec le liant par des méthodes classiques, par exemple par projection au pistolet, par application au pinceau ou à la brosse ou par tout autre moyen approprié. Lorsque le liant est appliqué séparément, on utilise également des méthodes classiques. Ces applications peuvent etre effectuées à froid ou à chaud, le mélange ou les composants étant chauffés avant dépôt ou le substrat à revêtir étant préchauffé avant le dépôt. Les températures utilisées doivent etre inférieures au point de fusion du métal de l'alliage, du bore et/ou de la substance céramique utilisés. Elles sont généralement de 30 à 1200C. On peut aussi activer la prise du liant en fin d'opération, en soumettant le substrat revêtu à un traitement thermique, effectué par exemple à une température de 40 a 170"C. De préférence, on applique Le bore, le métal, l'alliage et/ou la substance céramique en mélange avec le Liant par projection au moyen d'un pistolet fonctionnant à l'aide d'air sous pression ou par dépression, par exemple au moyen d'un pistolet à haute pression. On peut aussi utiliser des pistolets de projection électrostatique, ce qui permet d'améliorer l'effet d'enrobage et peut être utilisé notamment avec des substrats ayant des formes plus ou moins complexes. Lorsqu'on applique le bore, le métal, l'alliage et/ou la substance céramique et le liant sous la forme d'un mélange, le mélange peut être effectué automatiquement, lors de la projection dans l'appareil de projection. On peut aussi préparer tout d'abord le mélange puis l'introduire dans l'appareil de projection. Lorsque le liant comprend plusieurs constituants, on peut fabriquer le mélange en ajoutant les particules de métal, d'alliage, de bore. et/ou de substance céramique à l'un au moins des constituants et en mélangeant ensuite les constituants du. liant au moment de l'application sur le substrat. On peut aussi préparer le mélange à L'avance à condition d'y ajouter en dernier lieu le produit, l'activateur ou le catalyseur qui provoquera la prise ou le durcissement du liant. L'invention a également pour objet des écrans en plomb obtenus par le procédé précité. Ces écrans comprennent un substrat réalisé par exemple en acier inoxydable, recouvert d'une couche d'un matériau constitué par des particules de plomb liées par une résine thermodurcissable, ladite couche contenant plus de 50X en poids de plomb et ayant une épaisseur de 1 à 200 mm. L'exemple suivant donné bien entendu à titre non limitatif illustre le procédé de l'invention. Dans cet exemple, on réalise une protection biologique en plomb sur un substrat constitué par une tôle d'acier inoxydable. Pour le dépôt, on utilise un mélange de plomb avec une résine polyester contenant 88% en poids de particules de plomb ayant une granulométrie moyenne de 40 microns. Par projection du mélange au moyen d'un pistolet å air comprimé fonctionnant sous une pression de 26 MPa, on obtient une couche de particules de plomb liees par une résine polyester ayant une épaisseur de 5 mm, après deux passages du pistolet de projection. On remarque ainsi que le procédé de l'invention est facile à mettre en oeuvre et permet d'obtenir des couches d'épaisseur beaucoup plus importante que les procédés connus actuellement. REVENDICATIONS 1. Procédé de dépôt sur un substrat d'un matériau constitué en majeure partie par un métal sauf le zinc, un alliage, du bore et/ou une substance céramique, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer sur ledit substrat des particules dudit métal, dudit alliage, dudit bore et/ou de ladite substance céramique, et à fixer les particules entre elles et sur le substrat par un liant hydraulique ou un liant organique présent en quantité telle que Le rapport en poids du métal, de l'alliage et/ou de la substance céramique au liant soit au moins égal à 1. 2. Procédé selon la revendication 1, carac térisé en ce que le métal ou L'alliage est choisi parmi L'acier ordinaire, l'acier inoxydable, les alliages de bore, le plomb, le nickel, le cadmium, l'hafnium, l'uranium et leur alliages. 3. Procédé selon la revendication 1, carac térisé en ce que la substance céramique est choisie parmi les borures, les siliciures, les carbures, les nitrures et les oxydes. 4. Procédé selon la revendication 3, carac térisé en ce que la substance céramique est du carbure de bore B4C. 5. Procédé selon L'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que Le liant est constitué par une résine thermodurcissable. 6. Procédé selon La revendication 1, carac térisé en ce que la résine thermodurcissable est une résine polyester ou une résine polyépoxyde. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lton projette simultanément le métal, L'alliage, le bore et/ou la substance céramique et le liant sous la forme d'un mélange contenant de 50 à 95% en poids de métal d'alliage, de bore et/ou de substance céramique et de 5 à 50% en poids de Liant. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le mélange comprend 70 à 95% en poids de plomb et de 5 à 30% en poids de résine poLyester ou de résine polyépoxyde. 9. Procédé selon L'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé ep ce que l'on applique alternativement au moins une première couche du métal, de L'alLiage, du bore, et/ou de la substance céramique et au moins une deuxiéme couche de liant. 10. Procédé selon L'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que Le substrat est en acier inoxydable. 11. Ecran en plomb obtenu par le procédé selon L'une quelconque des revendications 1 à 9, carac térisé en ce qu'il comprend un substrat recouvert d'une couche d'un matériau constitué de particules de plomb liées par une résine thermodurcissable, ladite couche contenant plus de 50% en poids de plomb et ayant une épaisseur de 1 à 200 mm. 12. Ecran selon la revendication 11, carac térisé en ce que le substrat est en acier inoxydable.