L’ASN vérifie que les opérations de contrôle et de maintenance menées par EDF sur les générateurs de vapeur des centrales nucléaires assurent un niveau de sûreté satisfaisant

Au cours des dernières années, les contrôles réalisés sur les générateurs de vapeur, lors des arrêts pour maintenance et rechargement ou à la suite d’événements fortuits, ont révélé des dégradations. Certaines de ces dégradations, importantes et non anticipées, ont nécessité la mise en place par EDF de dispositions de maintenance de grande ampleur sur de nombreux réacteurs du parc électronucléaire français qui ne sont pas sans incidence sur le taux de disponibilité des réacteurs. L’ASN s’assure que le niveau de sûreté de ces générateurs de vapeur reste satisfaisant.

Le rôle des générateurs de vapeur

Les générateurs de vapeur (GV) sont des échangeurs de chaleur qui utilisent l’énergie du circuit primaire pour transformer l’eau du circuit secondaire en vapeur qui alimentera la turbine. Leur surface d’échange est constituée d’un faisceau tubulaire, composé de 3500 à 5600 tubes (voir fig. 1), selon le modèle, dans lesquels circule l’eau primaire portée à haute température (320°C) et haute pression (155bars). L’intégrité du faisceau tubulaire des GV est un enjeu important pour la sûreté. La rupture d’un des tubes du faisceau pourrait conduire à ce qu’une partie de l’eau primaire soit déversée hors du bâtiment réacteur.

1. Les mesures prises face aux phénomènes récemment observés sur les générateurs de vapeur

Le colmatage

Le colmatage des plaques entretoises (fig.1) est l’obturation progressive, par des dépôts d’oxyde, des trous destinés au passage de l’eau. Il conduit à des modifications de l’écoulement de l’eau dans le GV. Entre 2004 et 2006, trois fuites ont affecté des tubes de GV. Ces dégradations ont été identifiées comme résultant du colmatage des plaques. EDF a donc mis en place une stratégie de nettoyage chimique des générateurs de vapeur suivie par l’ASN.

Avec son appui technique l’IRSN, l’ASN évalue les justifications apportées par EDF concernant la compréhension de ce phénomène et son impact sur la sûreté des réacteurs à long terme. Par ailleurs, l’ASN a demandé à EDF de proposer des solutions pour limiter l’apparition et le développement des dépôts d’oxydes.

Les anomalies de supportage des tubes

Certains tubes sont soutenus par des barres antivibratoires. Lorsqu’un tube n’est pas soutenu alors que la conception de l’équipement l’exige, il est dit en anomalie de supportage. En février 2008, une fuite a eu lieu sur un tube de GV mal soutenu du réacteur de Fessenheim 2. Ce tube n’avait pourtant pas été identifié comme sensible à la fatigue vibratoire. A la suite de cet événement, EDF a procédé, sur demande de l’ASN, au bouchage de l'ensemble des tubes en anomalie de supportage du palier 900 MWe et de ceux présentant le risque le plus important sur le palier 1300 MWe. EDF a également dû revoir ses études concernant la fatigue vibratoire. Les résultats sont attendus en 2011, seront instruits par l’ASN et son appui technique l’IRSN. Les mesures les plus urgentes ont été prises et permettent d'éviter tout risque à court terme.

Les fissures de corrosion

Certains types de générateurs de vapeur sont constitués d’un alliage sensible à la corrosion (Inconel 600). Les tubes concernés sont particulièrement surveillés. En mai 2009, EDF a mis en évidence, lors des contrôles du GV n°1 du réacteur du Bugey 3, la présence de fissures de caractéristiques nouvelles et d'un défaut important qui n’a été identifié que lors de l’extraction du tube pour expertise. Le phénomène en cause est la corrosion du tube au niveau des plaques entretoises et concerne un type de GV équipant encore 8 réacteurs en France. Des expertises réalisées sur les GV du même type équipant le réacteur de Fessenheim 2 ont révélé la présence d’une corrosion mal détectée par les procédés de contrôle utilisés.

Des opérations de contrôle supplémentaires et des bouchages préventifs ont été réalisés sur Fessenheim 2 à la demande de l’ASN et ont permis de garantir l’intégrité des tubes au cours du prochain cycle de fonctionnement. EDF a par ailleurs mis en place au Bugey un programme d’expertise et d’examen qui permettra la mise en œuvre de procédés de détection plus performants ainsi qu'une meilleure connaissance du phénomène.

2. La surveillance des mesures correctives prises par EDF

Pour assurer l’intégrité du faisceau tubulaire des GV face à ces dégradations, des mesures correctives de grande ampleur ont été mises en place. Ces mesures ont fait l’objet d’améliorations après leur mise en place. L’ASN veille au retour d’expérience de leur utilisation.

Le bouchage des tubes de GV

Lorsqu’un tube est affecté d’un défaut important, ce tube est obturé par la pose d’un bouchon mécanique. En mai 2008 et février 2009, le déplacement de deux bouchons après leur pose a été découvert. A la demande de l'ASN, EDF a engagé, depuis juillet 2008, un programme de vérification de la présence des bouchons sur l’ensemble des GV du parc.
EDF a également déterminé un critère permettant de s’assurer de la bonne pose des bouchons dont l’ensemble des paramètres enregistrés au cours de l’opération de mise en place sont disponibles. Désormais, après chaque intervention de bouchage des tubes, EDF met en œuvre des contrôles renforcés et systématiques. Ces données sont transmises à l'ASN qui les examine avant d’autoriser le redémarrage du réacteur. L’ASN a également demandé à EDF de mener les investigations nécessaires à la compréhension des origines du phénomène, dont les résultats sont en cours d’instruction.

Le nettoyage chimique des GV

Le nettoyage chimique est une solution pour lutter contre le colmatage des GV. Malgré leur efficacité certaine, l’ASN considère que les procédés de nettoyage ne sont pas sans impact, que ce soit pour les structures internes des GV ou pour le faisceau tubulaire qui peuvent être affectés par la corrosion au cours du traitement. Des dépôts sur les tubes dont l’origine n’est pas aisément identifiable peuvent également être observés après le nettoyage.

L’ASN s’assure de l’amélioration des procédés par prise en compte du retour d’expérience, ce qui a permis à EDF de réduire le niveau de corrosion des GV. Plusieurs tubes ont également été extraits pour expertises notamment sur le réacteur Chinon B2 en 2008. Ces examens permettent de déterminer la nature et l'impact de ces dépôts, qui ont été éliminés par décuivrage au cours de l'arrêt 2009 du réacteur.

3. Perspectives

Un programme de remplacement des GV les plus anciens a été mis en place par EDF à partir du début des années 1990 et se poursuit au rythme d’un à deux réacteurs par an. En 2014, les GV en Inconel 600 non traité thermiquement, les plus sensibles à la corrosion, auront été remplacés. L’ASN a demandé à EDF de réaliser une revue complète de la surveillance et de la conception des GV qui permettra entre autre de veiller à ce que ces opérations de remplacement soient suffisamment anticipées pour éviter que des dégradations trop importantes n’affectent ces équipements. L’ASN veillera à ce que les programmes de maintenance futurs prennent en compte ces nouvelles dégradations.

A l’étranger, cette question du contrôle et de la maintenance des GV est prise en compte par les Autorités de sûreté et des programmes de remplacement sont mis en place par les exploitants.