Repères - N°47 / Novembre 2020 - Le magazine de l'Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire - 13

DOSSIER
réexamen de sûreté et prendra en considération
l'intensité de l'irradiation subie et des éventuels
défauts.
Compte tenu des mécanismes fragilisant la cuve,
EDF a pris des mesures de prévention et de
surveillance, qui lui permettront d'envisager un
fonctionnement des réacteurs de 900 MWe au-delà
de cinquante ans, sous réserve d'une nouvelle
analyse.
L'IRSN souligne l'importance d'un suivi du vieillissement apte à faire ressortir les particularités des
différents réacteurs (lire article p. 14). n

Afin de ralentir le vieillissement, le producteur
d'énergie a ajouté un nouveau dispositif : les
grappes hafnium. « Elles agissent comme des
éponges à neutrons », résume Cédric Laville. Cet
expert en sûreté des cœurs de réacteurs mène,
avec le spécialiste des matériaux Min Bao Lê, une
évaluation de leur efficacité. Leur conclusion :
les grappes limitent l'irradiation de la cuve et
ralentissent jusqu'à 45 % environ son vieillissement
aux points « chauds ». Avec l'ajout de ce dispositif,
l'exploitation en sûreté d'un réacteur passe de six
à dix ans.
« Il est expérimenté à la centrale du Tricastin
[article ci-contre]. Il sera étendu à toutes celles de
900 MWe en fonctionnement depuis quarante ans »,
précise Emmanuel Lemaire, pilote stratégique du
vieillissement des cuves.
Reste une question clé : quelles circonstances
exacerbent le risque de rupture ? Pour répondre,
EDF mène des études visant à identifier les
conditions les plus à risque pour la cuve, en
fonctionnement normal et en situation accidentelle.
L'entreprise identifie une trentaine de scénarios de
variations de température et de pression. L'analyse
de l'IRSN doit vérifier qu'aucun n'a été oublié et
que les variations de pression et de température
associées sont bien prises en compte.
Une approche pluridisciplinaire est mise en place
au sein de l'Institut : les apports de la mécanique
s'enrichissent de ceux de la thermo-hydraulique.
Un outil développé dans ce but évalue les
conséquences des variations de ces paramètres
physiques sur l'acier de la cuve, en tenant compte
des caractéristiques du matériau, son vieillissement
et ses défauts. Il identifie les transitoires thermiques
- un changement de température bref et le plus
souvent d'ampleur significative - et contextes de
refroidissement les plus critiques, en considérant
notamment des phénomènes physiques non retenus
par EDF.

Identifier les situations à risque

Les scénarios de brèche primaire sont examinés attentivement. « L' ajout du liquide froid dans
le circuit primaire - injection de sécurité - est une
des situations induisant le plus de risques, indique
Caroline Heib, experte en thermo-hydraulique.
Lorsqu' il coule contre la paroi de la cuve, il crée un
front froid qui se propage dans le matériau, alors que
la cuve peut encore être à une pression élevée. »
À l'issue de son analyse, l'IRSN considère que les
cuves des réacteurs de 900 MWe sont aptes au
service jusqu'à cinquante ans, sous réserve des
justifications complémentaires attendues pour
certaines cuves. La possibilité d'un fonctionnement
au-delà de cinquante ans sera examinée au prochain

Grappes de la cuve d'un réacteur de la centrale de Cattenom (Moselle).

Trente scénarios étudiés

FOCUS
900 MWe

Grappes hafnium : risque écarté

n nouveau dispositif limitant l'impact
de l'irradiation sur le vieillissement
de la paroi des cuves va être déployé
sur l'ensemble des centrales de 900 MWe.
Il est expérimenté dans la centrale
du Tricastin (Drôme) depuis un an.
Il s'agit de grappes en hafnium
- un métal capable d'absorber
les neutrons (lire l'article ci-contre) -
positionnées en périphérie
du cœur du réacteur, dans les secteurs
de la cuve les plus exposés au rayonnement.
Experts et chercheurs évaluent l'éventuel
risque que pourrait occasionner
ce dispositif. « Nos travaux montrent,
qu'en situation d'accident, l'hafnium s'oxyde
peu et n' influence pas la température

dans la cuve », résume Séverine Guilbert,
chercheuse en matériaux.
Face au peu de littérature sur l'oxydation
de cet élément, scientifiques et techniciens
en matériaux et accidents conduisent
une quarantaine de tests.
Le principe : placer un échantillon
d' hafnium sous vapeur dans
une thermo-balance - four couplé
à une balance de précision - et mesurer
sa prise de masse en temps réel.
Les résultats montrent que l'oxydation
est très limitée, et ce jusqu'à 1600 °C,
et n'entraîne pas une augmentation
significative des températures
au voisinage des grappes de métal.
Il n'y a donc pas de risque de dégradation.

Page 13 - Repères N° 47 - novembre 2020

Repères - N°47 / Novembre 2020 - Le magazine de l'Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire

Table des matières de la publication Repères - N°47 / Novembre 2020 - Le magazine de l'Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire