Wikipédia

Palier P4 / P'4

réacteur nucléaire français de 2e génération

Le réacteur de type P4 et P'4 est un réacteur nucléaire à eau légère de 2e génération développé par Framatome et EDF. Il fait partie de la filière des réacteurs à eau pressurisée. Sa puissance thermique est de 3 817 MWth pour une puissance électrique nette de 1 300 MWe.

Carte des réacteurs nucléaires en France, ceux du palier P4 et P'4 apparaissent en violet.

Historique modifier

 
Calendrier de construction des réacteurs de génération II en France. Ceux du palier P4 et P'4 apparaissent en bleu foncé.

Le bon comportement des premiers réacteurs de 900 MW en service en France[1], l'accroissement de la consommation électrique et la poursuite du programme électronucléaire français poussent EDF et Framatome à développer un nouveau "palier" de réacteurs plus puissants, de l'ordre de 1 300 MW. L'augmentation de puissance unitaire permet notamment une économie d'échelle[1]. Ce palier est nommé P4 pour "Pressurisé 4 boucles primaires"[2].

Comme pour les 58 autres réacteurs nucléaires français de deuxième génération, la chaudière nucléaire est fournie par Framatome, et la salle des machines comprenant le groupe turbo-alternateur par Asthom (depuis renommé Alstom)[3].

20 tranches sont commandées, et leur mise en service s'échelonne de 1985 à 1994, répartie en deux variantes :

Jusqu'à quatre réacteurs étaient prévus pour chaque centrale. Mais le ralentissement du programme nucléaire français après le contre-choc pétrolier du début des années , la moins forte croissance de la consommation d'électricité et la perspective d'un sur-dimensionnement du parc nucléaire ont conduit à la réalisation de quatre réacteurs uniquement dans les centrales de Paluel et de Cattenom. Des travaux de terrassements pour une paire de réacteurs supplémentaires ont néanmoins été réalisés dans les centrales de Flamanville, Penly et Golfech. Ces derniers auront permis une facilitation des travaux préparatoires pour l'EPR de Flamanville, et pour la paire d'EPR2 de Penly.

Un troisième et dernier palier de réacteur nucléaire français de deuxième génération plus puissants succèdera au palier P4/P'4 : le palier N4.

Amélioration comparativement aux réacteurs de 900 MWe modifier

Il s'agit essentiellement d'amélioration de puissance avec la réalisation d'une cuve plus grande emportant un plus grand nombre d'assemblages combustibles (193 contre 157 pour les réacteurs de 900 MW). Du fait de l’augmentation de puissance, le nombre de boucles du circuit primaire et donc de générateurs de vapeur est porté de trois à quatre, afin de disposer d’une capacité de refroidissement et d'extraction de chaleur plus élevée[1].

Le deuxième champ d'amélioration concerne la sûreté des réacteurs. Le cœur du réacteur est désormais dans une enceinte de confinement à double paroi : une interne en béton précontraint de 120 cm d'épaisseur et une externe en béton armé de 55 cm[4]. Les éventuelles fuites de l'enceinte interne sont récupérées, puis filtrée dans l'espace inter-enceinte[4]. Comme pour les derniers réacteurs de 900 MW construits (Saint-Laurent, Chinon et Cruas qui constituent le palier CP2), la disposition du groupe turbo-alternateur est radiale par rapport au bâtiment réacteur, évitant la projection de débris sur le bâtiment réacteur en cas d'éclatement accidentel de la turbine.

Différence entre les réacteurs P4 et P'4 modifier

 
Plan de masse des réacteurs nucléaires au CNPE de Cattenom. En rouge, l'axe des groupes turboalternateurs, différent entre les deux paires
 
Plan de masse des réacteurs nucléaires au CNPE de Paluel. En rouge, l'axe des groupes turboalternateurs, parallèle entre les deux paires.

Les différences entre les deux paliers P4 et P'4 sont faibles. Elles concernent essentiellement la disposition des bâtiments, le bâtiment du combustible nucléaire et la conception de certains circuits, notamment le piquage (c'est-à-dire la zone de raccordement) du circuit d'injection de sécurité, dit circuit RIS, sur le circuit primaire[4],[3].

Bien qu'appartenant au palier P4, les deux réacteurs de la centrale nucléaire de Saint-Alban et les deux réacteurs de la centrale de Flamanville sont de conception hybride avec un îlot nucléaire similaire au palier P4, mais une salle des machines (comprenant le groupe turbo-alternateur) similaire au palier P'4, plus courte de 10 mètres[5].

Le bâtiment réacteur et le groupe turbo-alternateur ont également des configurations légèrement différentes l'un par rapport à l'autre, afin de limiter au mieux le risque de projection d'éléments de la turbine sur des zones sensibles en cas d'éclatement de cette dernière. Toujours dans cet objectif, et contrairement à Paluel (palier P4, image de droite) où les quatre réacteurs sont tous parallèles, une disposition en éventail est choisie pour les deux paires de réacteurs de Cattenom (palier P'4, image de gauche)[1],[3].

Caractéristiques techniques modifier

Comparatif des caractéristiques des différents réacteurs en France

Centrales nucléaires françaises pourvues de réacteurs P4 et P'4 modifier

Liste des réacteurs[6]
Palier Lieu / Nom Unité Puissance Début de travaux 1er raccordement au réseau Mise en service commercial Refroidissement (source froide)
nette (MWe) brute

(MWe)

thermique

(MWth)

P4 Flamanville 1[7] 1 330 1 382 3 817 mer (Manche)
2[8] 1 330 1 382 3 817
Paluel 1[9] 1 330 1 382 3 817 mer (Manche)
2[10] 1 330 1 382 3 817
3[11] 1 330 1 382 3 817
4[12] 1 330 1 382 3 817
Saint-Alban 1[13] 1 335 1 381 3 817 fleuve (Rhône)
2[14] 1 335 1 381 3 817
P'4 Belleville 1[15] 1 310 1 363 3 817 Tour aéroréfrigérante (TAR) (Loire)
2[16] 1 310 1 363 3 817
Cattenom 1[17] 1 300 1 362 3 817 TAR (Moselle)
2[18] 1 300 1 362 3 817
3[19] 1 300 1 362 3 817
4[20] 1 300 1 362 3 817
Golfech 1[21] 1 310 1 363 3 817 TAR (Garonne)
2[22] 1 310 1 363 3 817
Nogent 1[23] 1 310 1 363 3 817 TAR (Seine)
2[24] 1 310 1 363 3 817
Penly 1[25] 1 330 1 382 3 817 mer (Manche)
2[26] 1 330 1 382 3 817

Coût de construction modifier

L'évaluation précise des coûts de construction dépend de la méthode d'évaluation de ces derniers. En 2012, la Cour des comptes publie un rapport sur les coûts de construction du parc nucléaire français de deuxième génération, à partir des données de dépenses d'EDF. La construction des 20 réacteurs du palier P4 et P'4 est évaluée à 32,3 milliards d'€2010[6] soit une moyenne de 1,79 milliard d'€2010 par réacteur.

On note un coût environ 30% plus cher pour la première paire de réacteur P4 (Paluel 1 et 2) et la première paire de réacteur P'4 (Cattenom 1 et 2), dû à l'effet "tête de série", qui désigne le premier réacteur construit d'un nouveau modèle. Il est attendu que, dans une certaine mesure, les délais et coûts de construction soient supérieurs à ceux annoncés initialement, du fait de la survenue d'événements imprévus lors de la construction ou de la mise en service. Les réacteurs suivants du même modèle bénéficient du retour d'expérience du réacteur tête de série, permettant une baisse des coûts et des délais, un effet encore amplifié par l'éventuelle économie d'échelle.

Sûreté modifier

Phénomène de corrosion sous contrainte modifier

Lors de la deuxième visite décennale du réacteur Civaux 1 fin 2021, des microfissures sont détectées à proximité de soudures sur les circuits d’injection de sécurité (dit circuit RIS) en lien avec un phénomène de corrosion sous contrainte (CSC). Ils permettent, en cas d'incident sur le circuit primaire, l'injection d'eau borée afin d'éviter la fusion du cœur.

Les réacteurs les plus sensibles à cette CSC "générique" sont les 16 réacteurs de dernière génération, soit[27] :

  • les quatre réacteurs du palier N4, tous atteints par le phénomène de CSC au niveau de leur circuit RIS et/ou RRA (Refroidissement du Réacteur à l'Arrêt) ;
  • les douze réacteurs du palier P'4, certains atteints et d'autres non (cf tableau infra) au niveau de leur circuit RIS uniquement, et dont les recherches ou réparations de CSC sont en cours.

La conception légèrement différente des circuits RIS des réacteurs P4 semble expliquer en partie leur moindre sensibilité au phénomène de CSC.

Dans un premier temps, les contrôles sont destructifs : découpe systématique des tronçons de tuyauterie suspects d'être atteint de CSC, analyse en laboratoire et remplacement par des tuyauteries neuves. Cela entraine un arrêt prolongé et non programmé de plusieurs réacteurs durant l'essentiel de l'année 2022, participant à la faible disponibilité du nucléaire français, le tout dans un contexte de crise énergétique mondiale. À partir de [28], l'ASN valide un procédé de contrôle non-destructif développé par EDF à base d'ultrasons et de radiographies, évitant la découpe et le remplacement de portions saines[29]. En , EDF annonce le remplacement préventif de toutes les portions de tuyauterie potentiellement affectées dans tous les réacteurs P'4 non contrôlés jusqu'alors[30].

Bien qu'appartenant au palier P4, les 2 réacteurs Flamanville 1 et 2 ont été intégrés au périmètre des premières recherches de CSC : début 2022, EDF ne sait pas encore quels réacteurs sont potentiellement atteints. Ces contrôles ont permis de valider les procédés de contrôle non-destructif[29].

Liste des réacteurs affectés par le phénomène et état des réparations[30],[31].
Nom Recherche effectuée CSC averée Méthode de réparation des lignes RIS Remarque
Flamanville 1 terminée[32] non connue Remplacement des sections retirées pour analyse[32]
Flamanville 2 terminée non* Remplacement des sections retirées pour analyse[29] *Une soudure a été reprise, en lien avec un défaut de soudage initial, et non dû au phénomène de CSC "générique" recherché.
Belleville 1 terminée[33] non connue Remplacement préventif complet
Belleville 2 terminée[34] non connue Remplacement préventif complet
Cattenom 1 terminée[35] non / non connue Réparation de deux soudures d'une ligne RIS fin 2022[36] Remplacement préventif complet des trois autres lignes RIS début 2023[37].
Cattenom 2 terminée[38] non connue Remplacement préventif complet
Cattenom 3 terminée oui Remplacement complet des quatre lignes RIS[31]
Cattenom 4 terminée non Remplacement des sections retirées pour analyse en 2022[39] Remplacement préventif complet des quatre lignes RIS lors de la 4ème visite décennale en 2024[40]
Golfech 1 terminée[41] non[42] Remplacement préventif complet
Golfech 2 terminée[43] non[42] Remplacement préventif complet
Nogent 1 terminée[44] non connue Remplacement préventif complet
Nogent 2 terminée[45] non connue Remplacement préventif complet
Penly 1 terminée[46] oui Remplacement des sections concernées par la CSC[47] Présence d'une fissuration plus importante de 23mm sur une soudure d'une ligne RIS anciennement réparée 2 fois.
Penly 2 terminée[48] oui Remplacement des sections concernées par la CSC

Galerie d'images modifier

  •  
    Centrale de Cattenom
  •  
    Centrale de Saint-Alban
  •  
    Centrale de Paluel
  •  
    Centrale de Golfech
  •  
    Centrale de Belleville
  •  
    Centrale de Nogent-sur-Seine
  •  
    Centrale de Flamanville

Références modifier

  1. ↑ a b c et d « UARGA - Le site de retraités et d'anciens du nucléaire », sur www.uarga.org (consulté le )
  2. ↑ EDF, « GROUPE EDF - DOCUMENT DE REFERENCE 2005 », p31
  3. ↑ a b et c Les réacteurs à eau sous pression, EDP Sciences, (ISBN 978-2-7598-2455-7, DOI 10.1051/978-2-7598-2455-7, lire en ligne)
  4. ↑ a b et c ASN, « LES ACTIVITÉS CONTRÔLÉES PAR L’ASN - Les centrales nucléaires. p308 à 311 »
  5. ↑ ASN, « POURSUITE DE FONCTIONNEMENT DES REACTEURS N° 1 ET N° 2 DE LA CENTRALE NUCLEAIRE DE FLAMANVILLE APRES LEUR DEUXIEME REEXAMEN PERIODIQUE » [PDF], sur ASN.fr
  6. ↑ a et b « Rapport_thematique_filiere_electronucleaire », sur ccomptes.fr
  7. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  8. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  9. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  10. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  11. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  12. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  13. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  14. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  15. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  16. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  17. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  18. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  19. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  20. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  21. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  22. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  23. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  24. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  25. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  26. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  27. ↑ RTE, « Réactualisation des perspectives pour le système électrique pour l’automne et l’hiver 2022-2023 (décembre 2022) » [PDF], sur RTE
  28. ↑ Autorité de sûreté nucléaire, « Corrosion sous contrainte : l’ASN considère que la stratégie de contrôle d’EDF est appropriée », sur www.asn.fr (consulté le )
  29. ↑ a b et c EDF, « Flamanville 2 de retour sur le réseau électrique », sur EDF.fr
  30. ↑ a et b EDF, « Point d’actualité sur le traitement des réacteurs les plus sensibles au phénomène de CSC - maj 16/12/2022 »
  31. ↑ a et b « Note information - Phénomène de CSC sur les circuits auxiliaires du circuit primaire de plusieurs réacteurs. », sur EDF
  32. ↑ a et b EDF, « Les nouveaux générateurs de l’unité 1 produisent leurs premiers mégawatts », sur EDF.fr,
  33. ↑ EDF, « Reconnexion de l’unité de production n°1 au réseau électrique national », sur EDF.fr,
  34. ↑ EDF, « Reconnexion de l’unité de production n°2 au réseau électrique national », sur EDF
  35. ↑ EDF, « L'unité de production n°1 est à nouveau connectée au réseau d’électricité », sur EDF
  36. ↑ EDF, « L’unité de production n°1 de la centrale de Cattenom est de retour sur le réseau électrique national »
  37. ↑ « Mise à l’arrêt de l’unité de production n°1 pour maintenance », sur EDF,
  38. ↑ EDF, « L’unité de production n°2 de la centrale de Cattenom est reconnectée au réseau électrique », sur EDF,
  39. ↑ EDF, « L’unité de production n°4 est de retour sur le réseau électrique national »
  40. ↑ EDF, « Top départ pour la 3ème visite décennale de l’unité de production n°4 »  , sur EDF.fr,
  41. ↑ EDF, « L’unité de production n°1 reconnectée au réseau électrique »  , sur EDF.fr,
  42. ↑ a et b « Tarn-et-Garonne. On sait quand la centrale nucléaire de Golfech sera remise en route », sur actu.fr, (consulté le )
  43. ↑ EDF, « L’unité de production n°2 reconnectée au réseau électrique », sur EDF.fr,
  44. ↑ EDF, « L’unité de production n°1 de la centrale nucléaire de Nogent-sur-Seine est recouplée au réseau national d’électricité », sur EDF.fr,
  45. ↑ « L’unité de production n°2 de la centrale nucléaire de Nogent-sur-Seine est recouplée au réseau national d’électricité », sur EDF,
  46. ↑ « Les deux unités de production de la centrale nucléaire de Penly connectées au réseau électrique national », sur EDF,
  47. ↑ EDF, « Penly 1 : corrosion sous contrainte »
  48. ↑ « Redémarrage de l'unité de production n°2 », sur EDF,

Voir aussi modifier

Articles connexes modifier

Liens externes modifier

Ce document provient de « https://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Palier_P4_/_P%274&oldid=214519828 ».