Chargement en combustible de l’EPR de Flamanville : quels enseignements tirés des incidents survenus sur les EPR chinois ?

Corrosion des gaines contenant du combustible, usure d’éléments de maintien des grilles des assemblages… à la suite d’anomalies observées sur les EPR chinois, des dispositions sont prises par EDF pour l’EPR de Flamanville 3 (Manche). Un dialogue technique s’engage entre l’industriel, l’Autorité de sûreté nucléaire (ASN) et des experts de l’IRSN en combustible et thermohydraulique pour faire un retour d’expérience et en tirer les conséquences en vue du premier chargement du cœur de cette installation.
Le retour d’expérience du premier EPR mis en service dans le monde (Taishan 1, en Chine) met en évidence des anomalies relatives au combustible. Lors du premier cycle de fonctionnement de ce réacteur, des fluctuations localisées de puissance dans le cœur^1&3 sont détectées : elles sont dues à des mouvements latéraux des assemblages de combustible, engendrés par des fluctuations de vitesse d’écoulement de l’eau dans la cuve, elles-mêmes dues au retournement brutal du sens d’écoulement de l’eau au fond de la cuve (voir infographie). Ces mouvements usent des parties extérieures des grilles de maintien des assemblages en périphérie du cœur. En juillet 2021, le deuxième cycle de fonctionnement du réacteur est interrompu à la suite d’une montée de la radioactivité dans le circuit primaire consécutive à des percements de gaines de crayons de combustible. Ces percements sont la conséquence de ruptures – par corrosion sous contrainte – de ressorts de maintien des grilles des assemblages², essentiellement pour des assemblages ayant été irradiés en périphérie du cœur. Une corrosion excessive des gaines de combustible en alliage M5⁵ est par ailleurs observée en partie haute des crayons^2&4.
Un dialogue technique s’engage pour tirer les enseignements pour le premier chargement du cœur de l’EPR de Flamanville 3 (FLA3). EDF adapte les seuils de déclenchement des alarmes et de l’arrêt automatique du réacteur aux fluctuations de puissance attendues et reprend la démonstration de sûreté en conséquence. L’IRSN considère que la démarche¹ est techniquement adaptée, tout en soulignant qu’il faudra vérifier in situ le comportement réel du cœur de Flamanville³.
L’industriel engage le remplacement des soixante-quatre assemblages prévus pour être chargés en périphérie du cœur de FLA3 par des assemblages avec des grilles ayant subi un traitement thermique améliorant leur résistance à la corrosion sous contrainte : ce remplacement est une réponse pertinente au problème identifié². Pour la corrosion excessive de l’alliage M5⁵, phénomène connu et analysé par l’IRSN sur le parc⁴, I’Institut conclut au caractère satisfaisant, d’un point de vue technique, des dispositions retenues par EDF pour Flamanville⁴.
Les fluctuations de puissance observées à Taishan étant la conséquence de phénomènes hydrauliques en cuve, l’IRSN recommande, dès juillet 2022¹ qu’EDF définisse et mette en œuvre, « aussi rapidement que le permet son processus de qualification, une modification matérielle permettant d’optimiser l’hydraulique dans […] la cuve ». L’industriel prépare l’ajout dans le fond de la cuve d’un dispositif supplémentaire de stabilisation de l’écoulement, solution qui sera mise en œuvre après le démarrage de l’EPR de Flamanville.

1. Avis IRSN N°2022-00154 du 21 juillet 2022 Avis-IRSN-2022-00154.pdf
2. Avis IRSN N°2023-00010 du 19 janvier 2023 Avis IRSN 2023-00010 - EPR - Prise en compte pour l’EPR FA 3
3. Avis IRSN N°2023-00112 du 17 juillet 2023 Avis-IRSN-2023-00112.pdf
4. Avis IRSN N°2023-00151 du 13 octobre 2023 Avis-IRSN-2023-00151.pdf
5. Avis IRSN N°2021-00151 du 6 août 2021 Avis-IRSN-2021-00151.pdf
6. L’alliage M5 est composé de zirconium, de niobium, d’oxygène et de fer

INFOGRAPHIE - Anomalies détectées dans le réacteur de l’EPR chinois : de quoi s’agit-il ?

Le percement de gaines de crayons de combustible conduit à l’arrêt en 2023 du réacteur EPR numéro 1 de Taishan, en Chine.