EDF gêné aux entournures par ses gaines de combustible

Le 11 février 2014 par Valéry Laramée de Tannenberg
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L'assemblage M5 d'Areva pourrait être généralisé sur tout le parc EDF d'ici à 2020.
L'assemblage M5 d'Areva pourrait être généralisé sur tout le parc EDF d'ici à 2020.
Areva

Tempête dans les rédactions. En fin de semaine dernière, Médiapart publie une information inquiétante: «Près de la moitié des réacteurs d’EDF sont menacés par un phénomène d’usure qui touche les gaines de combustible». La nouvelle est largement reprise avant de sombrer dans l’oubli. Elle est pourtant d’importance puisque touchant à la sûreté des réacteurs et probablement à leur productivité future.

Les gaines des crayons

Le problème mis en exergue par notre consœur Jade Lindgaard est aussi vieux que les centrales nucléaires. Le combustible inséré dans les réacteurs se présente sous la forme de tubes gainés de métal d’un centimètre de diamètre et de 3 à 4 mètre de long. En jargon nucléaire, on les surnomme les crayons. Dans les réacteurs les plus anciens du parc français (ceux des paliers 900 et 1.300 mégawatts), l’essentiel des gaines de crayons ont été fabriqués en zircaloy 4: alliage constitué de zirconium, d’étain, de chrome, de fer, de nickel et d’hafnium. Produit par Areva, ce matériau est très résistant à l’oxydation, mais pas totalement inoxydable.

L’une des priorités de l’exploitant est donc de limiter ce phénomène durant les 18 mois de présence des crayons de combustible dans le milieu très agressif que constitue une cuve de réacteur[1]. C’est le cœur du problème soulevé par Médiapart. Depuis deux ans, l’Autorité de sûreté nucléaire (ASN, le gendarme du nucléaire français) et EDF «dialoguent» pour savoir si les traces d’oxydation effectivement constatées sur certains assemblables de combustibles de 25 réacteurs posent un problème de sûreté ou non.

La conduite ou le gainage?

Les pessimistes craignent, en effet, qu’une trop forte corrosion du zircaloy conduise à la déformation de la gaine, voire à sa rupture dans certaines situations.

Dans le doute, l’ASN pourrait prochainement imposer à l’électricien de prendre des mesures visant à réduire tout risque de corrosion des gaines de combustibles. EDF aura le choix des armes et, a priori, trois options lui sont offertes.

A court terme, il peut adapter la conduite de ses réacteurs pour réduire les «manœuvres à risques». Il s’agit, par exemple, de laisser en position haute les barres de contrôle (qui régulent la réaction neutronique) lorsque le réacteur est en vitesse de croisière. Simple et rapide à mettre en œuvre, cette solution réduit la souplesse de la conduite, «ce qui rendra l’adaptation aux besoins du marché électrique plus difficile», concède-t-on à l’ASN. Dit autrement, le pilote du réacteur pourra plus difficilement adapter le régime de production d’électricité à la volatilité des prix du courant.

Réduire la longueur du cycle

EDF peut aussi diminuer la durée de ses cycles. Plutôt que de laisser son combustible 18 mois durant dans le réacteur, l'exploitant pourrait le retirer avant terme. Avantage: plus de problème de corrosion des gaines, qui se produit plutôt en fin de cycle. Inconvénient: cette solution suppose de recharger plus souvent le réacteur. Réduisant d'autant sa productivité.

A moyen terme, EDF pourra aussi changer le matériau de gainage de ses combustibles. Deux alternatives au zircaloy 4 existent: le Massif 5 (M5) et le Zirlo. Le second est un alliage développé par Westinghouse, le concurrent américain d’Areva, concepteur et producteur du M5. Riche en niobium, ce dernier a la cote chez EDF.

Ce qui n’a pas été sans mal. La mise au point du M5 a, en effet, connu de nombreux déboires. Dans une note datée de 2008, l’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN) fait notamment état de «nombreuses pertes d’étanchéité» de ces gainages. «Le bilan dressé en 2004 faisait apparaître un taux de défaillance des crayons en alliage M5 quatre à cinq fois supérieur à celui des crayons en zircaloy 4», souligne l’IRSN. Imputables aux procédés de soudure utilisés par Areva, «ces problèmes ont été réglés depuis», tempère-t-on toutefois dans les couloirs de l’ASN. Information confirmée par Thierry Charles, directeur de la sûreté à l'IRSN.

Et c’est tant mieux. Car ce matériau est utilisé, depuis plusieurs années, dans 17 réacteurs de 900 MW, 3 réacteurs de 1.300 MW et les 4 réacteurs de 1.450 MW. Il pourrait également être utilisé pour les combustibles de l’EPR de Flamanville. Sa généralisation à l’ensemble du parc tricolore est envisagée. Elle pourrait débuter en 2015 et durer environ 5 ans.

 



[1] Dans la cuve du réacteur, les crayons de combustible baignent dans une eau pressurisée à 200 bars et à une température de 320°C.

 

 



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