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Résumé

Démarche d’expertise de l’anomalie sur le couvercle et le fond de la cuve de l’EPR Flamanville

27/06/2017

Compte tenu de l’évolution des propriétés mécaniques de l’acier dans les zones à forte concentration en carbone, Areva NP a proposé, en 2015, une démarche de justification de la résistance mécanique du couvercle et du fond de cuve au regard du risque de rupture brutale résultant des conditions de fonctionnement normales et accidentelles.

Cette démarche vise à démontrer que le risque de rupture brutale peut être considéré comme exclu. Ce risque existe lorsqu’il y a présence concomitante :

  • d’un défaut technologique nocif (défini par sa position, son orientation et ses dimensions) ;
  • d’un matériau insuffisamment tenace ;
  • d’une sollicitation (on parle également de chargement) mécanique ou thermique important.

 

La démarche de justification à l’égard du risque de rupture brutale proposée par Areva NP repose ainsi sur :

  • la vérification de l’absence de défaut nocif dans le couvercle et le fond de la cuve de l’EPR de Flamanville ;
  • un programme d’essais réalisés sur des éprouvettes prélevées dans des pièces issues du même procédé de fabrication (calottes sacrificielles) [1], afin d’estimer les propriétés mécaniques (principalement la ténacité) des zones à forte concentration en carbone ;
  • le calcul des contraintes maximales induites par les chargements en pression et en température dans les calottes de la cuve résultant des conditions de fonctionnement normales ou accidentelles du réacteur. Les situations de fonctionnement accidentelles considérées tiennent compte notamment des chocs thermiques (choc chaud ou choc froid). Ces calculs sont réalisés par des logiciels de simulation des phénomènes thermohydrauliques, thermiques et mécaniques ; 
  • la vérification que les efforts dans les calottes dans les conditions de fonctionnement normales et accidentelles restent en deçà d’un seuil/limite (ténacité limite) qui conduirait à la propagation d’un défaut postulé et de montrer ainsi la résistance mécanique des calottes.

 

Cette démarche a fait l’objet d’une instruction conjointe de l’ASN DEP (expertise de la fabrication des équipements sous pression au sein de l’ASN) et de l’IRSN, formalisée par un rapport commun, et d’un examen par le groupe permanent d’experts pour les équipements sous pression nucléaires (GP ESPN) le 30 septembre 2015, sur la base de ce rapport.

A l’issue de ces examens, l’ASN a pris position en considérant acceptable, dans son principe, la démarche proposée par Areva NP, sous réserve de demandes à prendre en compte lors sa mise en œuvre. Sur la base des premiers résultats d’essais, Areva NP a fait évoluer sa démarche et complété le programme d’essais. Ces évolutions ont fait l’objet d’une présentation au GP ESPN le 24 juin 2016 et ont conduit l’ASN à émettre des demandes complémentaires.

Areva NP a transmis en décembre 2016 le dossier d’analyse des conséquences de l’anomalie du couvercle et du fond de la cuve du réacteur EPR de Flamanville sur leur aptitude au service. Ce dossier a fait l’objet d’une instruction conjointe ASN DEP et IRSN afin de se positionner sur l’aptitude au service de ces composants.

Ce dossier d’analyse comporte :

  • les résultats des contrôles non destructifs réalisés sur le fond et le couvercle de la cuve du réacteur EPR de Flamanville ;
  • les résultats du programme d’essais mené sur les différentes calottes sacrificielles (notamment les propriétés de résistance minimale à la rupture) ;
  • l’analyse de la représentativité des calottes sacrificielles utilisées pour les essais par rapport à celles de l’EPR de Flamanville ;
  • l’évaluation des contraintes maximales induites par les chargements en pression et en température dans les calottes de la cuve résultant des conditions de fonctionnement normales ou accidentelles nécessaires pour l’analyse du risque de rupture brutale du fond et du couvercle de la cuve du réacteur EPR de Flamanville.

 

 

Note :
1- Des essais destructifs ne sont pas réalisables sur le couvercle et le fond de la cuve du réacteur EPR de Flamanville, puisqu’ils conduiraient à les rendre inutilisables. Les essais destructifs du programme ont donc été conduits sur des échantillons prélevés dans trois pièces sacrificielles, les calottes supérieures initialement prévues pour les projets EPR aux États-Unis et en Grande-Bretagne, et la calotte inférieure prévue pour le projet EPR aux États-Unis.

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