Quelle est la durée de vie des réacteurs électronucléaires ?

Le Président de la République avance comme argument qu’il faut arrêter Fessenheim parce qu’elle est la plus vieille centrale du parc. 

(Nota : Cette approche est souvent faite par assimilation avec la durée d’amortissement comptable ce qui est une toute autre affaire. On ne détruit pas sa maison lorsqu’on a fini de la rembourser) ! 

La réalité industrielle est autre. Elle ignore l’âge calendaire et ne raisonne qu’en termes d’obsolescence de toutes natures et, pour le nucléaire, de conservation d’un haut niveau de sûreté. 

La connotation de « vieux » est un terme biologique seulement valable pour tous les êtres vivants aussi bien végétaux qu’animaux mais totalement inadapté pour les machines. 

Une installation industrielle ne vieillit pas, elle s'use. Tant qu'elle n'est pas obsolète économiquement, les pièces usées sont systématiquement remplacées par des pièces neuves souvent de bien meilleure qualité que les pièces d'origine. En effet, ces pièces de rechange ont intégré tout le REX (retour d’expérience) non seulement du parc homogène français mais également le REX du parc mondial, notamment des tranches à eau sous pression qui représentent les deux tiers des réacteurs électronucléaires en service dans le monde entier. 

Cependant, deux composants sont dits irremplaçables : l'enceinte de confinement et la cuve. 

Pour l'enceinte de confinement, il s'agit, dans les réacteurs de 900 MWe, d'un ouvrage de béton précontraint par câbles qui est toujours en compression sauf lors des épreuves décennales où, en l'amenant à la pression de l'accident de référence, il se trouve alors temporairement à la relaxation de contraintes. Les bétons supportent remarquablement bien les contraintes de compression permanentes de précontrainte. Ils ne « s’usent pas » dans cet état. Ce n’est pas la même situation pour d’autres ouvrages d’art comme les ponts, soumis à des vibrations quasi permanentes et des contraintes locales de traction ou de cisaillement. Cette enceinte, bien que soumise aux contraintes atmosphériques, ne présente pas un réel souci de longévité. 

Il reste la cuve dont la durée de vie est fixée par la hausse de la température entre la zone fragile et la zone ductile des aciers ferritiques qui constituent les viroles de la cuve notamment celle qui fait face au coeur du réacteur. 

Cette évolution est liée, entre autres phénomènes, à la dose intégrée de neutrons qu’elle reçoit et qui perturbe le réseau cristallin de l’acier ferritique. Cette dose intégrée est appelée la fluence. 

L’augmentation plus ou moins rapide de cette température de transition, proche de quelques degrés au dessous de zéro lorsque l’acier sort des forges, est très liée aux impuretés (cuivre, phosphore…) contenues dans le métal de base. 

Lors des opérations de coulage et forgeage des viroles, des coupons témoins sont prélevés. Une partie de ces coupons témoins est conservée pendant toute la durée de vie de l’ouvrage puis dans une autre partie, des éprouvettes métallurgiques sont réalisées dans ce métal de base. Elles sont ensuite placées dans des paniers internes à la cuve dans une zone très proche du coeur du réacteur pour intégrer une fluence bien supérieure à celle que reçoit la cuve en raison de cette position rapprochée. 

L’ASN et l’exploitant ont donc connaissance, lors de l'examen métallurgique périodique de ces éprouvettes, de la température de transition qu’atteindra la cuve 10 ans plus tard. Les autorisations données par l’ASN pour 10 ans ne sont donc pas « tombées du chapeau ». Par ailleurs les métallurgistes, dans tous les pays du monde, ont fait des modèles mathématiques de l’évolution de la température de transition dont les résultats peuvent être recalés lors des essais réels. Actuellement, il y a une bonne concordance entre les résultats des calculs et ceux des essais réels. 

Autant la cuve de Chooz A a vu sa température de transition augmenter après 23 ans de fonctionnement (pour une prévision de 30 ans) ce qui a conduit à la retirer de l’exploitation prématurément, autant les cuves des réacteurs à eau sous pression (REP) actuellement en service en France ont fait l'objet d'un travail métallurgique poussé au Creusot pour éliminer au maximum les impuretés. 

En effet, toutes les viroles qui présentaient des défauts de toutes natures et notamment ceux dus à l’hydrogène, ont été systématiquement rebutées par une équipe de l’ASN, le Bureau de Contrôles des Chaudières Nucléaires (BCCN) détachée au Creusot et à Chalon sur Saône. Cette équipe avait tous pouvoirs pour accepter ou rebuter une pièce forgée et les soudures entre ces pièces forgées. 

La centrale de Fessenheim n'est donc pas "vieille", bien au contraire. Elle vient, pendant les dernières visites décennales, de se voir doter de tout un train de modifications qui la place au meilleur niveau de sûreté et de performance du parc français. 

L’ASN a donné son accord pour 10 ans de fonctionnement supplémentaire à Fessenheim 1 en toute connaissance de la situation des ouvrages. Elle étudie actuellement l’ensemble du dossier de Fessenheim 2 avant de rendre son avis. 

D’ailleurs, il faut savoir que la centrale de référence de Fessenheim est Beaver Valley aux USA. Cette centrale, qui a démarré un an avant Fessenheim, a reçu de l’Autorité de Sûreté Nucléaire des Etats Unis l’autorisation de fonctionner jusqu’à 60 ans. L’application d’une disposition similaire à Fessenheim porterait la date de son arrêt définitif en 2038. 

Nota : Le lecteur intéressé pourra se reporter au n° 184 de la Revue « Contrôles » qui traite précisément de la prolongation de la durée de vie des ouvrages en France et aussi à l’étranger.