« Le Grand carénage » : Un parc nucléaire sûr pour 20 ans de plus

May 30, 2021 | Actualités, Nucléaire

 LE POINT DE VUE DE PNC : Jean-Pierre PERVES

PNC-France estime que la mise à niveau de la sûreté d’exploitation du parc actuel à un niveau proche de celui de l’EPR, incluant la fin des modifications dites post-Fukushima, justifie une extension d’au moins 20 ans de son exploitation, au-delà de 40 ans. Le gain financier sera considérable, mais le gain « climatique » sera encore plus impressionnant : par rapport à un parc gaz l’équivalent de 9 années des émissions totales de COde la France en 2019 seraient évitées.

PNC estime de plus que cette mise à niveau doit être entreprise sur tous les réacteurs afin de maintenir notre capacité pilotable, et que l’objectif de diminution du parc d’ici 2035, affiché par le gouvernement, doit être immédiatement abandonné.

Notre industrie nucléaire, environ 220.00 personnes, mobilise des compétences scientifiques et techniques au plus haut niveau que le grand carénage, comme la commande d’une première série d’EPR, en sortira renforcée.

Le document  « Grand carénage et améliorations majeures de sûreté des réacteurs en exploitation » de Georges Sapy analyse le contenu du grand carénage et son impact sur la sûreté du parc actuel. 

TEXTE :

« Grand carénage » et améliorations majeures de sûreté des réacteurs en exploitation

par Georges SAPY

 

Le « Grand carénage » désigne un programme industriel de grande ampleur incluant des contrôles approfondis, des mises à niveau et des améliorations de sûreté des réacteurs, réalisés à l’occasion des 4èmesvisites décennales des réacteurs de 900 MW (puis des réacteurs plus récents de 1 300 et 1 450 MW).

Il implique, comme toute révision décennale, des vérifications approfondies de l’état des composants, incluant si nécessaire leur remplacement afin de garantir leur capacité à fonctionner au moins 10 ans de plus en toute sûreté. Les améliorations « de sûreté », apportées à chaque révisions décennales, prennent ici une ampleur exceptionnelle car elles combinent le retour d’expérience de l’accident de Fukushima avec l’objectif défini par l’ASN d’approcher au plus près les exigences de sûreté de l’EPR, réacteur de 3èmegénération.

  1. Techniquement l’opération se décline en 3 phases:

*La 1ère a été la création de la FARN (Force d’action rapide nucléaire, « pompiers du nucléaire » spécialement formés) opérationnelle depuis 2014 sur quatre sites répartis sur le territoire, et capable de porter assistance à n’importe quel site accidenté en moins de 24 heures, délai fixé par la capacité des réacteurs à ne pas atteindre, même en cas d’accident grave, une situation critique grâce à leurs capacités autonomes d’évacuation de leur chaleur résiduelle,

*La 2èmea consisté à créer un « noyau dur » d’alimentation en électricité et eau d’ultime secours, pour évacuer la puissance résiduelle d’un réacteur accidenté. Ces alimentations sont capables de fonctionner dans des conditions extrêmes de séismes, inondations, températures, etc. Tous les réacteurs du parc disposent actuellement de cette alimentation en électricité (diesels d’ultime secours) et plusieurs d’entre eux disposent également d’une source en eau sécurisée. Ce sera le cas pour tous avant fin 2021, à titre provisoire ou définitif.

*La 3èmeconcerne des améliorations majeures de sûreté des installations qui vont être implantées sur les réacteurs 900 MW dans les années à venir et concerneront trois domaines principaux :

    1) Un rehaussement des exigences de résistance des systèmes du « noyau dur » (essentiels pour prévenir et traiter les accidents graves) : résistance aux agressions externes (séisme majoré de sécurité ou SMS augmenté d’une marge supplémentaire de 50 %, inondations, vents et températures extrêmes, etc. revus à la hausse) mais aussi aux agressions internes (notamment risques d’incendies qui font partie des risques majeurs).

    2) Un « durcissement » de la protection et du refroidissement des combustibles usés stockés dans les piscines de désactivation des réacteurs avant leur évacuation pour retraitement à la Hague. Cet objectif est obtenu grâce à des alimentations en eau supplémentaires diversifiées, à la fois fixes (« noyau dur ») et mobiles (moyens ultimes mis en œuvre par la FARN), le but étant de garantir le maintien d’une épaisseur d’eau au-dessus des éléments combustibles, suffisante pour la radioprotection des travailleurs, assurer un refroidissement naturel et protéger les éléments combustibles de chutes d’objets.

    3) Au-delà de l’ensemble des améliorations de sûreté apportées, deux améliorations supplémentaires, sont introduites pour renforcer la fonction de confinement de l’enceinte du réacteur en cas d’accident grave. Elles ont un très grand intérêt :

          *la première concerne la diminution du risque de percement du radier de l’enceinte de confinement suite à une fusion du cœur et percement du fond de cuve par le corium. Des essais représentatifs de la composition chimique d’un corium porté à la température adéquate (de l’ordre de 2 500 °C) ont montré que les bétons se « consommaient » sous l’effet de la chaleur, sur quelques à plusieurs dizaines de cm selon les caractéristiques chimiques des bétons et les conditions de refroidissement du corium. Les radiers ayant des épaisseurs comprises en 3 et 4 m selon les sites, leur percement peut donc être évité même sans disposer d’un « cendrier » en matériaux réfractaires comme sur l’EPR, à condition de laisser le corium s’étaler à sec sur le radier dans un premier temps avant de le refroidir en le noyant sous l’eau dans un deuxième temps. Les modifications à faire en fond d’enceinte sont assez simples, même si certains radiers devront être épaissis si la composition des bétons le nécessite. Les moyens d’éviter un percement du radier existent donc et seront mis en œuvre,

          *la deuxième amélioration, complémentaire de la précédente, consiste à évacuer la chaleur dégagée par le corium pour éviter la montée de la pression interne dans l’enceinte. Cette évacuation de chaleur est réalisée par un circuit d’extraction de l’eau chaude accumulée au bas de l’enceinte, qui passe alors dans un échangeur de chaleur installé à l’extérieur de l’enceinte de confinement pour être refroidie, avant d’être réinjectée dans l’enceinte car elle est très radioactive. Le refroidissement de l’échangeur et le fonctionnement de la pompe d’extraction-réinjection de l’eau radioactive dans l’enceinte sont assurés par les sources d’ultime secours en électricité et en eau du « noyau dur », mais également si nécessaire par les moyens mobiles de la FARN.

Ce refroidissement de l’intérieur de l’enceinte a pour objectif de maintenir la pression interne dans l’enceinte en-deçà de sa pression de dimensionnement (5 bars), rendant ainsi inutile l’ouverture du filtre de décompression, et éliminant tout rejet dans l’atmosphère.

L’ensemble de ces deux améliorations doit donc permettre, à l’instar des réacteurs de 3èmegénération, d’atteindre l’objectif « zéro rejet » dans l’environnement, puisqu’il n’y aura ni rejet atmosphérique ni rejet dans le sol, l’enceinte de confinement restant intègre et étanche. C’est une avancée primordiale, susceptible de faire évoluer la doctrine d’évacuation temporaire des populations environnantes en cas d’accident.

Néanmoins, selon la doctrine dite de « défense en profondeur » (qui consiste à ajouter des « barrières » supplémentaires pour le cas où une protection mise en place ne remplirait pas sa fonction), les filtres de décompression actuels, installés depuis le milieu des années 1980 et qui piègent 99,9 % des aérosols radioactifs, notamment les césiums qui sont les plus contaminants à long terme pour les sols, ne seront pas supprimés. Des programmes de R&D sont même en cours pour améliorer le piégeage des iodes sous forme gazeuse, qui ne sont actuellement que partiellement retenus.

En définitive, ce programme de « Grand carénage » haussera les réacteurs 900 MW (et les autres réacteurs actuels ensuite) à un niveau de sûreté très proche de celui des réacteurs de 3èmegénération, pour un fonctionnement prolongé d’au moins 10 à 20 ans. Aucun autre pays dans le monde n’a décidé une telle mise à niveau de ses réacteurs.

  1. Des conséquences majeures, environnementales et économiques

Cette jouvence est d’une telle ampleur que PNC-France estime qu’elle devrait permettre une extension d’au moins 20 ans de l’exploitation du parc nucléaire actuel, comme déjà autorisé pour des réacteurs de même génération aux USA.  Le bilan climatique en sera considérable puisqu’un remplacement par des centrales pilotables à gaz, seul possible aujourd’hui, engendrerait l’émission de 2,8 milliards de tonnes de CO2, soit 9 fois les émissions totales de la France en 2019. L’investissement net, évalué à 49,4 milliards € courants en 2020, est extrêmement rentable car il permet de produire l’électricité pilotable et non émettrice de CO2de loin la moins chère du marché.

 

Lire l’article de Georges SAPY  en intégralité au format PDF : Grand carénage