Que penser des « fissures » des centrales nucléaires ?
Que penser des « fissures » des centrales nucléaires ?
On a beaucoup parlé de “fissures” dans les réacteurs de Doel 3 et Tihange 2 dans l’actualité. Il s’agit en réalité de microbulles d’hydrogène. Après des inspections approfondies, il a été confirmé que la structure des réacteurs Doel 3 et Tihange 2 était intacte. Ces inclusions d'hydrogène ont été formées lors des processus de coulage et de forgeage des cuves. Explications.
Quel est le problème, en réalité ?
Lors d’un grand entretien de Doel 3 en 2012, une inspection périodique de plusieurs parties de la cuve du réacteur a été effectuée. Pour cette inspection, une nouvelle sorte d’appareil de mesure à ultrasons a été utilisée, capable de fournir des résultats d’inspection meilleurs et plus détaillés. Ce nouvel équipement a permis de constater la présence de certaines impuretés dans la cuve du réacteur de Doel 3, et plus tard celle de Tihange 2. Après enquête plus poussée, il est apparu qu’il s’agissait d’inclusions d’hydrogène, un phénomène connu dans la métallurgie. Ces inclusions ont été d’ailleurs injustement qualifié comme des « fissures ».
Qu’est-ce qu’une inclusion d’hydrogène ?
Les inclusions d’hydrogène surviennent lors des processus de coulage et de forgeage, qui peuvent donner lieu à l’infiltration de certains gaz dans l’acier. Lorsque le processus de forgeage se passe correctement, la plupart de ces gaz sont évacués. Lors du forgeage de la cuve de réacteur de Doel 3 et de Tihange 2 il y a 40 ans, tout l’hydrogène n’a pas été éliminé : le gaz est donc resté dans l’acier sous la forme d’inclusions microscopiques. Imaginez de petites bulles écrasées qui se situent dans la cloison intérieure en acier de la cuve, épaisse de vingt centimètres. Quoi qu’il en soit, les inclusions d’hydrogène n’ont aucune influence sur le matériau de la cuve de réacteur.
- Longueur : 12 à 16 mm
- Épaisseur : comparable à celle d’un papier de cigarette
- Elles n’évoluent pas dans le temps et sont parallèles
- Positionnement : à la cloison interne de la cuve. Elles sont de ce fait peu sensibles aux tensions mécaniques exercées dans la cuve du réacteur.
Un examen approfondi, unique au monde
Les centrales nucléaires font ensuite l’objet d’un examen détaillé et documenté dont l’ampleur est sans précédent dans le monde. Plus de 1500 essais tests sur des matériaux et des dizaines de milliers d’heures de recherche ont été effectués. De nombreux experts belges (ENGIE Electrabel, Laborelec, Tractebel et SCK CEN) et internationaux (Areva et CEA (France), Tohoku University (Japon), VTT (Finlande), Intertek (USA), etc.) ont été consultés.
Les conclusions
Une équipe d’experts issus d’ENGIE Electrabel, de Laborelec et de Tractebel a collaboré avec différents organismes externes reconnus en Belgique et à l’étranger. Après des milliers d’heures d’inspection, ils sont arrivés à la conclusion que Doel 3 et Tihange 2 pouvaient redémarrer en toute sécurité. L’agence fédérale pour le contrôle nucléaire (AFCN) a conclu entre autres que la méthode d’inspection par ultrasons utilisée était très fiable, que les inclusions étaient survenues lors du forgeage de la cuve du réacteur, que les inclusions n’évoluent pas au fil du temps et que la robustesse de la cuve du réacteur reste garantie en toutes circonstances, tant lorsque la centrale est en activité que lors d’un incident, et ce en maintenant des marges de sécurité confortables.
En résumé :
- Les microbulles d’hydrogène n’ont pas d’impact sur l’intégrité structurelle des cuves des réacteurs.
- Elles sont stables. Les microbulles ne sont pas évolutives : leur taille et leur nombre sont restés inchangés.
- Elles n’ont pas d’impact sur l’évolution de la ténacité de l’acier qui les entoure.
Qui a été consulté ?
Engie Electrabel d’une part et l’Agence fédérale de contrôle nucléaire (l'AFCN) d’autre part ont effectué un vaste examen de nos centrales.
Engie Electrabel s’est adressée à un panel d’experts internationaux renommés
L’examen est réalisé par une équipe multidisciplinaire constituée d’experts d’Electrabel, de Laborelec et de Tractebel. Durant toute la durée des travaux, cette équipe a collaboré avec différentes institutions reconnues tant en Belgique qu’à l’étranger : SCK CEN (Belgique), Areva et CEA (France), UGent, CRM (Belgique), Tohoku University (Japon), VTT (Finlande), Intertek (USA), etc.
L’agence fédérale de contrôle nucléaire (AFCN) : sa propre analyse, confirmée par des experts estimés
L’AFCN, dont l’un des rôles est de contrôler les exploitants des centrales nucléaires, fait ses propres recherches et analyses.
Consultez le dossier sur le site web de l'AFCN
Le SCK CEN est un centre de recherche belge, mondialement réputé. Il est spécialisé dans l’identification et l’anticipation des comportements de matériaux nucléaires.
En 2013 déjà, ses experts avaient établi, à l’aide de quelque 500 tests, qu’il n’y a pas de différence entre un matériau présentant des microbulles d’hydrogène et un matériau sans indications de défauts. Ce phénomène s’explique principalement par le fait que les microbulles sont positionnées horizontalement.
BEL V, la filiale technique de l’AFCN, a donc effectué une analyse complète des dossiers remis par Engie Electrabel.
L’AFCN a également consulté l’entreprise accréditée AIB-Vinçotte. Celle-ci est spécialisée dans la technique d’inspection par ultrasons et dans l’analyse des données qui en découlent.
Un panel d’experts internationaux, spécialisés dans les effets des radiations sur les caractéristiques mécaniques des matériaux (International Review Board) a également réalisé une analyse approfondie des tests.
Parallèlement, un groupe de quatre professeurs d’universités belges, mandaté par le Conseil scientifique des Rayonnements ionisants, a évalué les hypothèses possibles.
Enfin, le laboratoire américain, Oak Ridge National Laboratory, a fait une évaluation des dossiers d’Engie Electrabel.
Les conclusions scientifiques sont claires
Toutes les études et expertises confirment l’intégrité structurelle des cuves des réacteurs de Doel 3 et Tihange 2. Les cuves satisfont aux normes de sécurité en vigueur et la présence de microbulles n’a pas d’impact négatif sur la sécurité des centrales.
Anatomie d’une cuve de réacteur
La cuve d’un réacteur PWR (à eau pressurisée) se compose de différents anneaux soudés ensemble. Ce sont les manteaux. Seul le couvercle supérieur est amovible afin de pouvoir ajouter du combustible. Un anneau spécifique contient des tubes qui permettent à l’eau de couler dans la cuve.
- Poids: 330 tonnes
- Taille: 13,2 m
- Diamètre: 4 m
- Largeur: 20 cm. Sa paroi intérieure est pourvue d’une couche d’acier inoxydable de 7 mm.
Cinq barrières de confinement
Une série de cinq barrières de confinement successives isolent complètement l'uranium et les produits de fission hautement radioactifs.
Trois barrières physiques résistantes et étanches assurent le confinement des matières radioactives. Cette triple couche protège des radiations et isole la radioactivité à l’intérieur des installations en toutes circonstances.
La barrière 1 et 2 : les pastilles et les barres de combustibles
L’uranium est transformé en pastilles de céramique combustibles (1) qui sont introduites dans une gaine métallique protectrice en zircaloy pour former des crayons combustibles parfaitement étanches. L’assemblage de ces crayons constituera le cœur du réacteur. Les pastilles sont à leur tour empilées dans des barres de combustible hermétiques (2).
La barrière 3 : la cuve
Ces barres sont ensuite assemblées en éléments combustibles et placées dans la cuve du réacteur, dont la paroi en acier fait 25 cm d'épaisseur (3).
La barrière 4 et 5 : le bâtiment du réacteur
Une première enceinte empêche tout rejet de radioactivité hors du bâtiment du réacteur ; elle résiste à une forte pression de l'intérieur (4).
Une seconde enceinte en béton armé (5) protège les installations des accidents externes. Elle est conçue pour faire face à différents scénarios d'incidents ou d'accidents, un incendie, une inondation, un tremblement de terre, l'impact d'un avion.
Une dépression entre les deux enceintes permet d'éviter tout rejet non contrôlé de radioactivité vers l'extérieur.
