Générateur de vapeur : quel suivi est réalisé par les experts ?

En 2015, les anomalies de teneur en carbone créent une situation tendue. L’enjeu est fort : l’arrêt possible de plusieurs réacteurs. Nathalie Stenne, experte des équipements mécaniques, se souvient : « Notre équipe a travaillé d’arrache-pied pendant trois mois pour examiner les dossiers d’EDF. » Les experts analysent trois points techniques. Ils étudient l’évaluation par l’industriel de la taille et de la répartition des défauts en utilisant des CND. Puis, ils examinent les propriétés mécaniques du matériau des GV. Enfin, ils valident les évolutions de pression et de température en fonctionnement normal ou accidentel, considérées par l’industriel comme susceptibles de solliciter l’équipement. Avec ces données, les experts vérifient les calculs relatifs à l’impact de ces défauts sur la résistance de l’acier. « Pour valider les transitoires thermohydrauliques, certains ont été reproduits avec des simulations menées avec le code de calcul avancé de thermohydraulique pour les accidents de réacteurs à eau, Cathare », rapporte Caroline Heib, experte en thermohydraulique. Le principal risque est une rupture brutale de l’acier sous l’effet d’un refroidissement. En 2016, un avis de l’IRSN préconise que les centrales concernées adaptent leur conduite. « Nous recommandons de renforcer ses mesures compensatoires », explicite Nathalie Stenne. 

Les experts se penchent sur les joints soudés entre les viroles – ces cylindres qui constituent l’enveloppe des GV – et le fond. Un traitement thermique appliqué après les soudures améliore leurs caractéristiques mécaniques. Depuis 2008, l’industriel utilise un procédé nouveau. « Avec une réchauffe localisée, il vise à relâcher les contraintes au sein de la soudure », détaille Lili Ducousso-Ganjehi, experte en CND. Mais ce procédé est imparfait, en raison des surchauffes ou des sous-chauffes. En 2020, une importante surchauffe est détectée. Elle crée des défauts sur un composant de remplacement pour une centrale. Framatome réalise des contrôles sur une maquette à l’échelle¹. L’IRSN les expertise en 2021⁴. « Pour vérifier que nous parvenons au même résultat, nous ré-analysons les données expérimentales brutes avec d’autres types de calcul », explique Victor Garric, expert en métallurgie. De son côté, EDF définit les caractéristiques du défaut détectable par des CND pour lequel l’absence de nocivité doit être établie par l’analyse mécanique. En 2020, l’IRSN analyse tous les contrôles réalisés sur des joints soudés entre les viroles et le fond. Il émet une réserve⁴: « La comparaison des résultats obtenus en fabrication et en exploitation conduit les experts à s’interroger sur la fiabilité et les performances des contrôles dans une zone ayant une variation microstructurelle. Nous demandons à EDF d’améliorer et de réaliser de nouveaux contrôles dans cette zone. Les résultats sont attendus pour 2023 sur un des GV du réacteur 4 de Blayais », raconte Lili Ducousso-Ganjehi.

Épais d’un millimètre et longs d’une vingtaine de mètres, les tubes en alliage 600TT ou 690² des GV assurent le contact – et l’échange thermique – entre les circuits primaire et secondaire. Divers endommagements les menacent. Leur rupture en exploitation est redoutée. « Ce scénario peut causer un rejet radioactif dans l’environnement. Il est capital d’anticiper le déroulement d’un tel accident », explique Marc Petit, expert en équipements et structures. Si la France n’en a pas connu, quatorze ont déjà eu lieu dans le monde. L’IRSN expertise aussi le programme de maintenance préventif d’EDF. Le colmatage des plaques entretoises³ provient des impuretés. « Il perturbe l’échange thermique, peut augmenter la vitesse d’écoulement du fluide et faire vibrer les tubes de manière excessive. Il y a un risque de fissure, voire de rupture », expose Thierry Sollier. « Nous estimons des taux de colmatage à ne pas dépasser », souligne Géraldine Graff, experte en équipements mécaniques. L’IRSN contribue à l’amélioration constante de l’évaluation de ces taux. Ailleurs, le colmatage est estimé par un autre CND : les courants de Foucault (lire article : anomalies des générateurs de vapeur : comprendre et prévenir). Là encore, l’IRSN indique que les estimations ne sont pas toujours en phase avec la réalité. Pour faire avancer la sûreté, EDF devra renforcer ses contrôles visuels des plaques intermédiaires.