Prolongation de vie des réacteurs 900MWe / 2ème partie

J’entreprends aujourd’hui, comme promis, l'analyse de l'article de J.P. MASSOUD/ H. HERVE/ C. PAGES. Je me rappelle avoir prévenu mes lecteurs : il s'agit d'articles très pointus maisimportants : quels sont les programmes expérimentaux et les travaux de simulationà mener pour comprendre et prévoir le vieillissement des cuves des réacteurs nucléaires...

2 : LE PASSE ET LE PASSIF !

Reportez vous s'il vous plait aux conditions infernalesdans lesquelles une cuve de réacteurREP 900 fonctionne :

-pression : 155 bar ;

-température : 296 °C (en entrée de cuve du réacteur) - 327 °C (en sortie de cuve) ;

-débit : environ 60 000 m³/h.

Et posez vous alors sincèrement la question : les ingénieurs concepteurs (WESTINGHOUSE qui concède sa licence à FRAMATOME en 1974) de la période 1950-1970avaient ils toutes les billes nécessaireà l'époque où ils ont calculé, dessiné puis choisi les matériaux nécessaires pour supporter de telles conditions ?

Non seulementil fallait prévoirquel durcissement allait subir les métauxsoumis au flux neutronique... Non seulement il fallait prévoirle vieillissement thermiquedu à ces températures et à leurs variations... Non seulementil fallait prévoir les effets d'amincissementdus à l'usure par frottementsde tels énormes débitsd'eauchargée au bore... Non seulement il fallait prévenir et se protéger des contraintes mécaniquessubies dans des géométries « tourmentées »... Mais SURTOUT il fallait prévoirA LONG TERMEet aussi bien sur le matériau massif que sur tous les types de souduresquels types de phénomènes de corrosion on allait rencontrer …. !

C'est pourquoi après un choix des métaux possibles et des programmes expérimentaux de phase 1 comportant des campagnes d'irradiation en réacteurs de recherche , des essais thermiques en four de longue durée etc la phase 2a comporté des essais en VRAIE GRANDEURet la construction du le premier PWR=PEPa été lancé enFrance en 1971 (FESSENHEIM).Vous seriez peut-être prêts à vous étonner, chers lecteurs, qu’il n y ait pas eu de pilote à échelle réduite ouen grandeur ½mais n'oubliez pas queWESTINGHOUSE avait déjà validé ses concepts aux USA et ailleurs avant de céder sa place. Autant dire que de vastes programmes de recherche et développement ont été très vite engagés par EDF en collaboration avec CEAet FRAMATOME devenu depuis AREVA.

3 : LES PROBLEMES

J'ai énuméré les principaux ci-dessus et je vais suivre les auteurs de l'ASN cités en vous fournissant des explications nécessaires et simplifiées.

3-1 : IRRADIATION NEUTRONIQUE

Dans la série d articles sur Contrôle 184 je vous avais parlé des neutrons comme des particules de meme masse, à epsilon prés , que l'hydrogène atomique (donc un gaz dans les conditions STPN) mais capable de créer des hot spikes dans le réseau cristallin du métal. C'est qu'en effet l’importance de l’énergie émise dans unefission provient du fait que l’énergie de liaison par nucléon du noyau initial est plus faible que celle des noyaux produits (environ 7,7 MeV par nucléon pour les éléments lourds, contre 8,8 pour le fer). La plus grande partie de l’énergie produitese retrouve sous forme d’énergie cinétiqueet s ils sont capturés et que le choc n est plus élastiquedans énergie cinétique des noyaux -fils,lesquelles énergies sont récupérées sous forme de chaleur... Et dans le réseau métallique lui meme deux sortes de défauts sont créés : soit un atome du réseau est éjecté et provoque une lacune (un trou), soitil reste comme « un malheureux » en interstitiel dans le réseau et le distend. (ET les trous peuvent migrer et créer des défauts plus étendus).

Le résultat dece jeu de  « chaises musicales » est une fragilisation des propriétés du métal plein comme le montre ma photo:

A suivre