Le chantier naval de Rosyth, au Royaume-Uni, réalise le premier démantèlement complet d'un sous-marin nucléaire au monde. La tour de commandement du navire de démonstration HMS Swiftsure a été ouverte en juin 2025 et le démantèlement total du sous-marin devrait être achevé d'ici fin 2026. Ce sous-marin d'attaque à propulsion nucléaire, entré en service en 1972, a déjà permis d'évacuer plus de 500 tonnes de déchets conventionnels lors du processus de démantèlement. Conformément au plan, 90 % de ses structures et composants seront recyclés ou réutilisés. Babcock a décroché un contrat de trois ans d'une valeur de 114 millions de livres sterling (environ 155 millions de dollars) pour préparer le déchargement du combustible nucléaire des futurs sous-marins de la classe Trafalgar. L'acier de haute qualité récupéré lors du démantèlement sera utilisé dans la fabrication de composants pour les futurs sous-marins de la Royal Navy. Ce modèle de « recyclage de navire à navire » marque la première mise en place d'une chaîne économique en boucle fermée pour le recyclage des sous-marins nucléaires désarmés. Des cuves de réacteur et des tuyauteries de refroidissement primaire aux échangeurs de chaleur externes, les défis techniques du centre de recyclage des sous-marins nucléaires désarmés résident dans l'identification, le démantèlement et le tri des alliages spéciaux. Les joints soudés de métaux différents, tels que les alliages de titane , les alliages cuivre-nickel et l'acier inoxydable, doivent être clairement marqués lors du démantèlement ; faute de quoi des impuretés contamineraient le bain de fusion lors de la fusion, rendant l'ensemble du lot inutilisable. L'installation de Rossis emploie actuellement 200 techniciens dédiés au recyclage des sous-marins nucléaires désarmés, et le processus de démantèlement qu'elle a mis au point sera directement appliqué aux 26 sous-marins nucléaires désarmés restants de la Royal Navy.
Les échangeurs de chaleur de la série EF(N) de l'US Navy sont fabriqués conformément à la norme MIL-C-15730, le modèle de classe 4 étant spécifiquement conçu pour le refroidissement à eau douce des sous-marins. Pour ce type d'échangeur de chaleur non conventionnel, la liaison entre les tubes en titane et les plaques tubulaires en alliage cuivre-nickel repose sur un procédé de « gonflement initial suivi d'un soudage » : les tubes en titane sont insérés dans les plaques tubulaires extérieures en cuivre-nickel 90/10 par gonflement au rouleau, puis les tubes intérieurs sont gonflés sur toute leur longueur afin de garantir l'étanchéité. Un rapport d'évaluation technique de l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA) souligne que si l'expansion est la seule méthode utilisée pour assembler les tubes en titane à des plaques tubulaires dissemblables, la corrosion par piqûres ne peut être totalement éliminée ; les soudures d'étanchéité constituent le moyen le plus efficace d'empêcher l'infiltration du fluide de refroidissement dans les joints. Les plaques tubulaires en alliage cuivre-nickel sont généralement choisies en nuances 70/30 ou 90/10 ; la première offre une résistance supérieure permettant de supporter des débits plus importants, tandis que la seconde assure une conductivité thermique supérieure pour une efficacité de transfert de chaleur accrue. Dans les applications d'échangeurs de chaleur non conventionnels utilisant des tubes en titane, un avantage clé des plaques tubulaires en alliage cuivre-nickel réside dans la formation naturelle d'un film protecteur en surface, au contact de l'eau de mer. Ce film empêche la corrosion par piqûres due aux chlorures et la fissuration par corrosion sous contrainte, contrairement à l'acier inoxydable. Les données d'exploitation des usines de dessalement indiquent que les tubes en titane à paroi mince (0,5 mm d'épaisseur), une fois élargis en plaques tubulaires en alliage cuivre-nickel, réussissent les tests de pression hydrostatique sans fuite. Leur résistance à l'arrachement est directement proportionnelle au rapport entre l'épaisseur de la paroi et le diamètre extérieur du tube. Pour les lignes de recyclage des sous-marins nucléaires désarmés, les plaques tubulaires en alliage cuivre-nickel de ces échangeurs de chaleur peuvent être directement réintroduites dans le four pour être refondues après leur extraction, tandis que les tubes en titane des échangeurs de chaleur non conventionnels sont démantelés et classés comme déchets de titane. Il convient de noter que si les tuyauteries en alliage cuivre-nickel sont exposées à de l'eau de mer contaminée par des sulfures pendant une période prolongée, les points de connexion avec le titane peuvent subir une corrosion accélérée par effet galvanique. Cependant, cette corrosion n'affecte pas la valeur de l'alliage cuivre-nickel lui-même en tant que matériau de refusion de haute pureté lors du recyclage des sous-marins nucléaires désarmés. L'expérience de plusieurs chantiers de démolition navale de la côte Pacifique indique que les tubes en titane provenant d'échangeurs de chaleur non standard présentent également les marques de corrosion galvanique mentionnées précédemment ; lors du tri, il suffit de couper les sections de raccordement. Sur le marché au comptant, les plaques tubulaires intactes en alliage cuivre-nickel peuvent être commercialisées à un prix comparable à celui des tubes en cuivre-nickel 70/30 de Goodfellow ; les tubes de qualité laboratoire se vendent environ plusieurs dizaines de dollars par millier de millimètres.tandis que les matériaux de qualité industrielle sont négociés avec une décote basée sur l'indice spot cuivre-nickel du London Metal Exchange.
La liaison entre le moyeu d'une hélice de sous-marin et l'arbre d'hélice en acier constitue, par essence, un affrontement direct entre les propriétés des matériaux. Si un moyeu d'hélice en alliage de titane était simplement boulonné sur un arbre en acier à ultra-haute résistance, l'eau de mer agirait comme un électrolyte, et la différence de potentiel galvanique entre les deux métaux serait suffisante pour provoquer une corrosion par piqûres à la surface de contact en quelques mois seulement. Lors du démantèlement des sous-marins nucléaires, la Royal Navy a découvert que les premiers sous-marins de la classe Trafalgar utilisaient un procédé de brasage explosif pour pré-assembler le titane et l'acier au niveau d'un joint de transition, suivi d'un soudage avec le même métal aux deux extrémités de ce joint. Lorsque les démolisseurs de navires découpent le système d'arbre de propulsion, cette section de transition représente un point de tri crucial : la partie en acier est intégrée au flux des métaux ferreux, la partie en titane au lot des métaux non ferreux, et la couche intermédiaire brasée par explosif est marquée séparément en raison des traces résiduelles de brasage en métaux précieux . Pour les assemblages de métaux dissemblables dans le mécanisme de gouvernail, la méthode est plus simple : une couche de lubrifiant sec à base d’argent est appliquée entre la bielle en alliage de titane et l’axe en acier inoxydable, empêchant le grippage et réduisant la corrosion galvanique. Appliquée au processus de recyclage des sous-marins nucléaires désarmés, cette information signifie que lors du démontage du gouvernail, en cas de présence de fixations filetées de matériaux différents, les plans doivent être préalablement consultés afin de vérifier la présence d’éventuels revêtements ; à défaut, le mélange des matériaux dans le four risque d’entraîner une contamination à l’argent. Actuellement, sur la chaîne de démantèlement de Rosis, les joints sont analysés par fluorescence X portable avant la découpe des tuyauteries, ce qui permet d’obtenir la composition en deux secondes.
Le circuit primaire est vital pour un sous-marin nucléaire et la zone où les problèmes de compatibilité des matériaux sont les plus concentrés. La cuve du réacteur et la tuyauterie principale sont en acier inoxydable austénitique ou en alliages à base de nickel , mais certaines tuyauteries auxiliaires qui y sont raccordées utilisent des alliages de titane pour répondre aux exigences de réduction de poids et d'amagnétisme. Ces deux matériaux ne peuvent être soudés par fusion directement ; le soudage provoque des fissures immédiates. La première approche consistait à utiliser des alliages de brasage à base de palladium ou d'or pour créer un joint par pénétration capillaire à des températures inférieures au point de fusion du matériau de base, formant ainsi une couche tampon ductile tout en bloquant la migration des isotopes d'hydrogène. Lorsque l'équipe britannique de démantèlement rapide a découpé la tuyauterie du circuit primaire, elle a privilégié la découpe des sections droites éloignées des joints, laissant intactes les sections contenant les joints pour les envoyer à l'atelier de post-traitement en vue de leur démontage. L'objectif était de récupérer séparément ces quelques grammes de palladium ou d'or. Lors du recyclage des sous-marins nucléaires désarmés, la rapidité n'est pas une priorité pour ces composants : une simple erreur de coupe entraînerait le mélange du précieux métal de brasage avec les déchets d'acier inoxydable, rendant leur séparation ultérieure impossible. Les jonctions du circuit primaire utilisent également des anodes en titane platiné comme composants de protection électrochimique. La couche de platine, d'une épaisseur de seulement quelques micromètres, serait diluée dans le titane en fusion par fusion, au point d'être irrécupérable. C'est pourquoi les normes de recyclage des sous-marins nucléaires désarmés exigent que, lors du démantèlement du système de protection cathodique, les anodes en titane platiné soient d'abord retirées en bloc, puis décapées chimiquement pour récupérer le revêtement de platine. L'équipe de Babcock a révélé que, même si la surface totale de ces anodes auxiliaires revêtues sur un seul sous-marin n'est pas importante, le cours international du platine dépassant 2 201 $ l'once ( Source : 11/05/2026, page des prix des métaux précieux de DONGSHENG ), la valeur cumulée représente un effort de récupération qui mérite d'être sérieusement envisagé.
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