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Corrosion sous contrainte et fatigue thermique : Quand les certitudes d’EDF se fissurent

Publié initialement dans la revue Sortir du nucléaire n°98 le 10 juillet 2023, mis en ligne le 24 novembre 2023



L’hiver dernier, le phénomène de corrosion sous contrainte a stoppé simultanément et longtemps plusieurs réacteurs nucléaires. Outre la menace induite sur l’approvisionnement en électricité, ce phénomène qu’EDF jugeait impossible a plongé l’exploitant dans l’urgence et le désarroi. Et a mis en lumière les limites de ses études et de ses contrôles. Un problème de vérifications et d’anticipation loin d’être réglé et bien plus profond que de la corrosion.



En 2021, à Civaux (Nouvelle-Aquitaine) une fissure est découverte sur un circuit de refroidissement [1] au cœur d’un des réacteurs les plus récents. Profonde de plusieurs millimètres, elle fait toute la circonférence du tuyau. Et elle se situe sur un tronçon qui ne peut pas être isolé ; s’il rompt, c’est la fuite assurée.

Une fois le tuyau découpé et analysé en laboratoire, le diagnostic tombe : le métal inoxydable a été rongé par une corrosion particulière, dite sous contrainte [2] (CSC). Un phénomène pourtant impossible d’après les choix de conception, de matériaux et de fabrication d’EDF.

Le problème est grave et l’incompréhension totale. Puisque l’impossible est survenu au cœur de Civaux, il peut être partout. Cette crainte est vite confirmée lorsqu’une nouvelle fissure de CSC est repérée au cœur d’un autre modèle de réacteur, à Penly (Normandie). Le bon sens voudrait alors qu’EDF s’assure de l’état de l’ensemble de ses réacteurs.


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Quand les vérifications posent problème

Mais vérifier le cœur des 56 réacteurs nucléaires français ne se fait pas comme ça. Il faut non seulement les arrêter, mais aussi contrôler des dizaines de mètres de tuyaux dans des zones radioactives et difficiles d’accès. Hic supplémentaire, puisque la CSC ne pouvait pas arriver, EDF n’a pas conçu de technique pour la détecter. Il existe bien les contrôles par ultrasons, utilisés pour déceler d’autres altérations, mais la méthode est inadaptée à la CSC. Elle n’est pas fiable sur le métal inoxydable et n’indique pas la profondeur des fissures, paramètre crucial pour déterminer si la rupture est possible.

Alors vite, EDF développe une technique pour détecter et caractériser les fissures de CSC. Et vite, EDF étudie ce phénomène qu’il n’avait pas anticipé. L’industriel réduit rapidement le périmètre de ses vérifications : seuls certains circuits de certains réacteurs seraient « sensibles » à cette corrosion [3]. Fort de ses nouvelles certitudes, il choisit alors de découper ces tuyaux et de les remplacer intégralement, à l’identique [4].

Pourquoi tout remplacer au lieu de réparer les parties fissurées ? Parce que la méthode de contrôle qu’EDF a développée n’est pas très fiable, elle donne de faux positifs. En plus, elle n’est pas réalisable partout : dans certaines zones l’analyse des résultats est difficile, voire impossible. Elle doit être complétée par d’autres types d’examens car elle ne donne d’informations ni sur la longueur des fissures ni sur leur évolution [5]. Et elle coûte cher en temps, en argent et en dose de rayonnement. Il faut quatre contrôleurs spécifiquement formés et toute une semaine pour examiner deux soudures. D’ailleurs, l’Autorité de Sûreté Nucléaire (ASN) le dit : il ne sera pas possible de vérifier toutes les tuyauteries susceptibles d’être concernées par la CSC [6].

© Civaux André Paris 4

Quand les problèmes questionnent les vérifications

Et puis début 2023, une fissure de CSC très profonde (23 mm sur 27 mm d’épaisseur) est découverte à Penly, sur une portion de circuit qu’EDF avait classée « non sensible » [7]. Comme quoi, les études et les nouvelles certitudes d’EDF sont à revoir. Le périmètre des vérifications aussi.


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EDF comprend alors que les réparations effectuées provoquent des contraintes qui favorisent la corrosion. L’industriel épluche ses dossiers : au moins 320 soudures sont à vérifier. Les contrôles prendront des années. Les capacités matérielles et humaines d’EDF et les contraintes de production (temps et durée des arrêts) dictent le calendrier.

Au même moment, les contrôles réalisés avec la technique « améliorée » révèlent des fissures d’un autre genre sur deux réacteurs : les chocs de température fatiguent le métal qui, à force de dilatation et de contraction, finit par se fissurer. Cette fatigue thermique est bien connue mais est apparue... dans des zones où elle n’était pas censée arriver. Les études de conception d’EDF n’avaient pas prévu la sollicitation répétée de ces tuyauteries. La découverte remet en question le périmètre des contrôles de surveillance de la fatigue thermique dans tous les réacteurs d’EDF. Mais pas seulement.

Mise bout à bout avec la CSC, la fatigue thermique soulève plus largement la question des vérifications et pointe le véritable problème : l’arrogance d’EDF, qui trop confiant, ne remet en question ses calculs et ses études que lorsqu’il est déjà trop tard. On le voit bien, EDF ne maîtrise pas tout ce qui est à l’œuvre dans ses réacteurs. Or, ses vérifications sont conditionnées à ses connaissances. Selon l’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN), l’industriel doit encore mener un volume d’études colossal pour déterminer les causes profondes de la CSC [8]. Et doit réviser toute la stratégie de contrôle de son parc nucléaire [9].

Remplacer à l’identique sans avoir compris ce qui fissure les tuyauteries, limiter les contrôles, utiliser une méthode bancale et coûteuse, laisser en l’état des zones possiblement endommagées, tout ça par manque de moyens, de compétences et d’humilité… Non, l’approvisionnement en électricité en France n’est pas si bien sécurisé. Oui, il peut y avoir encore de longs arrêts de réacteurs, pour corrosion, fatigue thermique ou autre phénomène soit-disant impossible. C’est le prix à payer quand un État décide de tout miser sur une technologie pas si bien maîtrisée.

Laure Barthélemy


Notes

[1Le circuit d’injection de sécurité (RIS) est relié au principal circuit de refroidissement du réacteur. Il permet de continuer à refroidir le cœur en cas de fuite de celui-ci.

[2La CSC est une fissuration activée par la température d’un matériau au contact d’un milieu agressif et soumis à une contrainte. IRSN, Repères n°57

[3EDF a défini des lignes « sensibles ou fortement sensibles » sur les 16 réacteurs les plus récents (Chooz, Civaux, Belleville, Cattenom, Golfech, Nogent, Penly) – note d’info EDF du 27/07/2022

[4Pour les circuits RIS des réacteurs les plus sensibles qui n’ont pas été contrôlés en 2022 (Cattenom 1 et 2, Belleville 1 et 2, Nogent 1 et 2, Golfech 2) – note d’info EDF du 16/12/2022

[5Avis IRSN 2023-00067 du 12 mai 2023

[6Courrier ASN CODEP-DEP-2023-007194 du 30 mars 2023

[7Communiqué de presse ASN, 7 mars 2023

[8Avis IRSN 2023-00067 du 12 mai 2023

[9IRSN, Repères, n°57

En 2021, à Civaux (Nouvelle-Aquitaine) une fissure est découverte sur un circuit de refroidissement [1] au cœur d’un des réacteurs les plus récents. Profonde de plusieurs millimètres, elle fait toute la circonférence du tuyau. Et elle se situe sur un tronçon qui ne peut pas être isolé ; s’il rompt, c’est la fuite assurée.

Une fois le tuyau découpé et analysé en laboratoire, le diagnostic tombe : le métal inoxydable a été rongé par une corrosion particulière, dite sous contrainte [2] (CSC). Un phénomène pourtant impossible d’après les choix de conception, de matériaux et de fabrication d’EDF.

Le problème est grave et l’incompréhension totale. Puisque l’impossible est survenu au cœur de Civaux, il peut être partout. Cette crainte est vite confirmée lorsqu’une nouvelle fissure de CSC est repérée au cœur d’un autre modèle de réacteur, à Penly (Normandie). Le bon sens voudrait alors qu’EDF s’assure de l’état de l’ensemble de ses réacteurs.


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Alors vite, EDF développe une technique pour détecter et caractériser les fissures de CSC. Et vite, EDF étudie ce phénomène qu’il n’avait pas anticipé. L’industriel réduit rapidement le périmètre de ses vérifications : seuls certains circuits de certains réacteurs seraient « sensibles » à cette corrosion [3]. Fort de ses nouvelles certitudes, il choisit alors de découper ces tuyaux et de les remplacer intégralement, à l’identique [4].

Pourquoi tout remplacer au lieu de réparer les parties fissurées ? Parce que la méthode de contrôle qu’EDF a développée n’est pas très fiable, elle donne de faux positifs. En plus, elle n’est pas réalisable partout : dans certaines zones l’analyse des résultats est difficile, voire impossible. Elle doit être complétée par d’autres types d’examens car elle ne donne d’informations ni sur la longueur des fissures ni sur leur évolution [5]. Et elle coûte cher en temps, en argent et en dose de rayonnement. Il faut quatre contrôleurs spécifiquement formés et toute une semaine pour examiner deux soudures. D’ailleurs, l’Autorité de Sûreté Nucléaire (ASN) le dit : il ne sera pas possible de vérifier toutes les tuyauteries susceptibles d’être concernées par la CSC [6].

© Civaux André Paris 4

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Et puis début 2023, une fissure de CSC très profonde (23 mm sur 27 mm d’épaisseur) est découverte à Penly, sur une portion de circuit qu’EDF avait classée « non sensible » [7]. Comme quoi, les études et les nouvelles certitudes d’EDF sont à revoir. Le périmètre des vérifications aussi.


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Au même moment, les contrôles réalisés avec la technique « améliorée » révèlent des fissures d’un autre genre sur deux réacteurs : les chocs de température fatiguent le métal qui, à force de dilatation et de contraction, finit par se fissurer. Cette fatigue thermique est bien connue mais est apparue... dans des zones où elle n’était pas censée arriver. Les études de conception d’EDF n’avaient pas prévu la sollicitation répétée de ces tuyauteries. La découverte remet en question le périmètre des contrôles de surveillance de la fatigue thermique dans tous les réacteurs d’EDF. Mais pas seulement.

Mise bout à bout avec la CSC, la fatigue thermique soulève plus largement la question des vérifications et pointe le véritable problème : l’arrogance d’EDF, qui trop confiant, ne remet en question ses calculs et ses études que lorsqu’il est déjà trop tard. On le voit bien, EDF ne maîtrise pas tout ce qui est à l’œuvre dans ses réacteurs. Or, ses vérifications sont conditionnées à ses connaissances. Selon l’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN), l’industriel doit encore mener un volume d’études colossal pour déterminer les causes profondes de la CSC [8]. Et doit réviser toute la stratégie de contrôle de son parc nucléaire [9].

Remplacer à l’identique sans avoir compris ce qui fissure les tuyauteries, limiter les contrôles, utiliser une méthode bancale et coûteuse, laisser en l’état des zones possiblement endommagées, tout ça par manque de moyens, de compétences et d’humilité… Non, l’approvisionnement en électricité en France n’est pas si bien sécurisé. Oui, il peut y avoir encore de longs arrêts de réacteurs, pour corrosion, fatigue thermique ou autre phénomène soit-disant impossible. C’est le prix à payer quand un État décide de tout miser sur une technologie pas si bien maîtrisée.

Laure Barthélemy



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