Réacteurs nucléaires EPR(s) : un vibrant et inquiétant mystère

publié le 18 février 2022

Après des problèmes de trop forte concentration en carbone sur les cuves des réacteurs, des soudures mal réalisées, des fissures sur les tuyauteries, un autre problème sur les passoires nucléaires : des vibrations fragilisant le circuit d’eau primaire des EPR déjà construits ou en cours de construction.
Encore plus inquiètant, EDF n’a aucune idée de l’origine du problème.
Ce problème de vibration a débuté en 2018 sur l’EPR finlandais de Olkiluoto. Il affecte en particulier la ligne d’expansion du pressuriseur du réacteur (LEP), un équipement essentiel du circuit d’eau primaire (voir schéma ci-dessous)

Le pressuriseur est un gros composant forgé qui mesure 14 m de haut et pèse plus de 140 tonnes à vide. c’est un réservoir de forme cylindrique, dont la fonction est de réguler la pression du circuit primaire. En fonctionnement normal, il contient de l’eau en phase liquide et en phase vapeur. Lors du démarrage du réacteur, il est rempli en eau sous forme liquide. La vaporisation d’une partie de cette eau est obtenue par la mise en service de résistances électriques de chauffage.

source : ASN (Autorité de Sécurité Nucléaire)

Le circuit primaire d’eau affecté par ces vibrations est le même que celui l’EPR de Flamanville, ainsi qu’en Chine (Taishan) ou en Grande-Bretagne (Hinkley Point), ce problème affecte donc tous les EPR construits ou en cours de construction (EPR de Flamanville) ou ceux en projet (EPR2).

Ces vibrations, qui seraient dues à un défaut de conception de la cuve de la filière EPR,  pourraient être à l’origine des ruptures de gaines (du combustible nucléaire plongé au cœur du réacteur) constatées en Chine sur le réacteur 1 de Taishan le 8 juin 2021 (https://reporterre.net/Le-defaut-du-reacteur-chinois-pourrait-remettre-en-cause-tous-les-EPR).

Dans un réacteur, ce qui produit l’énergie c’est la fission de pastilles d’uranium qui sont empilés dans un “crayon” (un tube) qui est entouré d’une gaine métallique en alliage de zirconium. Au fur et à mesure des fissions, de la matière hautement radioactive se crée à l’intérieur du crayon. Elle est censée être maintenue dans le crayon par les gaines (c’est la 1ère barrière de confinement, la 2ème barrière est le circuit primaire qui comprend la cuve abritant le cœur du réacteur et le circuit de refroidissement, la 3ème barrière est l’enceinte de confinement).
Dans un réacteur EPR, il y a 241 assemblages de combustible, eux-mêmes constitués de 265 crayons, soit  63 865 crayons.
Si ces gaines se mettent à fuir, de la matière radioactive se répand d’abord dans la cuve du réacteur.
Le problème à Taishan a été justement un taux de fuite beaucoup trop important.
Ce qui a été dit au grand public, c’est “pas de problème, des ruptures de gaines cela arrive de temps en temps sur les réacteurs, la radioactivité reste dans le réacteur, pas de problème !”
La réalité, c’est que le niveau de dégradation des gaines, donc de fuites dans le réacteur,  n’a cessé d’augmenter.
Les autorités étaient au courant depuis le rechargement du réacteur en septembre 2020, et l’augmentation des fuites depuis octobre 2020. L’industriel a demandé aux autorités de relever le seul d’alerte au delà duquel le réacteur doit être arrêté, ce qu’ils ont fait (ils ont multiplié par deux ce taux). Mais la contamination continuant d’augmenter , le nouveau seuil d’alerte allait être dépassé et le réacteur a finalement été arrête le 31 juillet 2021.

D’après un lanceur d’alerte français travaillant dans l’industrie nucléaire, et ayant accès à des éléments techniques très précis sur la situation du cœur du réacteur de Taishan 1 « les ruptures des gaines de combustible radioactif proviendraient (…) d’un défaut de conception de la cuve de l’EPR ». Ce défaut « entraînerait une mauvaise répartition du flux hydraulique et, par voie de conséquence, des vibrations très importantes sur les assemblages »

D’après l’IRSN (Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire) « Des vibrations excessives peuvent occasionner des dommages par fatigue » : cela signifie l’acier des tuyaux pourrait casser et provoquer un accident grave.
« Si une rupture intervenait sur la jambe d’expansion du pressuriseur, il y aurait forcément des rejets radioactifs importants à l’extérieur, pour éviter que l’enceinte ne monte en pression » précise une source à EDF.

Explications extrêmement claires de ces vibrations, et de ses conséquences. Bruno Chareyron, directeur du laboratoire de la CRIIRAD, ingénieur en physique nucléaire

Qu’en est-il des Autorités de Sûreté Nucléaire française et chinoise ? Que savent les Autorités de Sûreté Nucléaire française et chinoise ? La CRIIRAD demande des éclaircissements et une totale transparence dans un courriel adressé à l’ASN française le 27 novembre 2021.

La démarche d’exclusion de rupture : l’ASN abaisse les critères de sécurité nucléaire

Ces soupçons concernant des vibrations dans le cœur et le circuit primaire de l’EPR interviennent alors que, pour la première fois, l’ASN avait assoupli sa doctrine concernant les défauts affectant les soudures.
En effet, l’ASN a donné un accord de principe pour traiter les défauts affectant les soudures de trois piquages sur le circuit primaire principal de l’EPR de Flamanville sans avoir à les reprendre. Jusqu’à cette annonce la solution de référence imposée par l’ASN a toujours été la réparation des soudures avant la mise en service du réacteur.

L’IRSN a défini un certain nombre de critères dans un document du référentiel d’expertise de sûreté concernant la “démarche d’exclusion de rupture”.
Cette démarche consiste à ne pas étudier intégralement les conséquences de ruptures parce qu’elle sont jugées extrêmement improbable. Elle s’accompagne de dispositions de conception, de fabrication et de suivi en service particulièrement exigeantes.

Jusqu’à présent, les tuyauteries principales du circuit primaire ainsi que celles du circuit de vapeur secondaire des EPR (entre les générateurs de vapeur et le point fixe situé en aval des vannes d’isolement) n’étaient pas concernés par cette démarche : les ruptures étaient considérées comme possible.
Mais l’ASN, sous la pression de EDF, à inclus les ruptures de ce type d’équipements dans la démarche d’exclusion de rupture : elles sont considérées désormais comme quasiment impossible.

Mais malgré ce qu’affirme EDF, ces ruptures sont possible : on le voit avec les nombreux problèmes sur les soudures défectueuses qui peuvent entrainer la rupture des tuyauteries.

Concernant le problème spécifique apparu sur les gaines, l’exclusion de rupture ne peut être envisagée : dans le document de l’IRSN il est indiqué :
…L’IRSN a ainsi établi une liste non exhaustive de conditions à satisfaire en prenant en compte l’état d’avancement de la technique et de la pratique, pour que l’exclusion de rupture puisse être envisagée pour un équipement mécanique.
Elles comprennent : …des exigences de conception renforcées : …une attention particulière doit être portée au risque de corrosion lors du choix des matériaux et de la définition des spécifications chimiques des fluides circulant dans les circuits

Manifestement ce dernier point n’a pas été respecté.

Sources :
https://www.irsn.fr/FR/expertise/demarches-de-surete/Pages/IRSN-demarche-surete_exclusion-de-rupture_201907.aspx#.YhDbcJbjLt8
https://new.sfen.org/rgn/decryptage-epr2-principe-exclusion-rupture-valide-asn/

Pour tenter de “limiter le problème” (EDF/Areva ne sachant pas comment régler ce problème, ils “tentent de le limiter”…) , Areva a proposé de poser un amortisseur sur le pressuriseur. Une solution similaire est également envisagée pour l’EPR de Flamanville.
Après des “rustines” sur des soudures défectueuses (problème des soudures entrainant des fissures sur les tuyauteries reliant le circuit primaire aux circuits secondaires), Areva veut installer des amortisseurs pour régler un problème dont elle ne connait pas la cause !

« [les vibrations] relevées sur l’EPR sont vraisemblablement dues à des interactions fluide-structure. Il s’agit de phénomènes complexes qui font toujours l’objet de recherches. Il faut pouvoir comprendre ce qui en est à l’origine pour ne pas les reproduire sur l’EPR2.» explique Karine Herviou de l’IRSN.

Plus inquiétant encore, ce problème de vibrations est connu par EDF depuis 2007 lors d’essais de la cuve sur maquette à l’usine du Creusot :
– comment se fait-il que les autorités de sécurité nucléaire ait autorisé la finalisation de la cuve EPR et son implantation sur les deux réacteurs chinois de Taishan ?
– comment se fait-il que les réacteurs aient continués à être exploiter alors que des vibrations anormales soient enregistrées depuis 2018 ?

Quels sont les risques consécutifs à des ruptures de gaines :

  • Augmentation des rejets radioactifs dans l’atmosphère
  • Exposition des travailleurs : si la contamination du circuit primaire de l’intérieur de la cuve augmente, les travailleurs qui s’occupent de la maintenance du réacteur seront davantage exposés à des radiations et à une contamination
  • Problèmes relatif à la sûreté nucléaire : si les grilles qui maintiennent les crayons sont fragilisées, certains crayons abimés , en cas de séisme, l’ensemble de ces assemblages viendra frapper  contre l’intérieur de la cuve. Et s’ils sont endommagés, les grappes d’arrêt d’urgence qui sont censés descendre et stopper la réaction nucléaire ne pourront plus le faire.

Il n’est pas question pour nous de prendre une position à un stade qui est encore en cours en termes d’analyse. Mais ce sont effectivement des questions auxquelles il faudra répondre, en termes de sûreté, le moment venu” déclare Julien Collet, directeur adjoint de l’ASN.

Le moment est surtout venu d’arrêter ce projet d’EPR à Flamanville, et de s’engager sur la sortie du nucléaire !

Un premier geste citoyen sera, les 10 et 24 avril 2022 de ne pas mettre dans l’urne un bulletin de vote pour un.e candidat.e pro-nucléaire.

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