Ségrégation carbone

Fin 2014 et début 2015, EDF a constaté plusieurs défauts de fabrication de pièces forgées à l’usine du Creusot, un site de fabrication appartenant à AREVA.

Ces écarts concernent un phénomène de ségrégation carbone sur la cuve de Flamanville 3 et des essais mécaniques de traction menés de manière incorrecte au sein du laboratoire de l’usine.

La fabrication de ces pièces répond à des exigences à la fois réglementaires (arrêté ESPN publié en 2005) et de conception (design EDF et  AREVA). Dès la détection de ces écarts, EDF a demandé à AREVA de mener des investigations sur l’ensemble des équipements comportant des pièces forgées, installés sur le parc en exploitation. Il s’agit des pièces fabriquées par Creusot Forge et d’autres fournisseurs qui utilisent des technologies semblables. Ces investigations ont mis en évidence que d'autres équipements pouvaient être concernés par ces types d’écarts.

Le phénomène de ségrégation positive en carbone concernait potentiellement 46 générateurs de vapeur dont les fonds ont été fabriqués par Creusot Forge et par le forgeron japonais Japan Casting and Forging Corporation (JCFC), pour le compte d’Areva. Ces générateurs de vapeur sont installés sur 18 réacteurs du parc nucléaire français. Tous ont été contrôlés et tous ont redémarré, après l’autorisation délivrée par l’Autorité de sûreté nucléaire.

Par ailleurs, des irrégularités dans certains dossiers de fabrication des équipements fabriqués dans la forge du Creusot ont été détectées. L’objectif de ce document est de faire le point sur l’actualité du traitement de ces problématiques et de présenter la démarche d’amélioration et d’information du Groupe EDF.

Dès la mise en évidence d’une concentration en carbone plus élevée que l’attendu dans certaines parties de la cuve du réacteur EPR de Flamanville (ségrégation carbone), EDF et AREVA ont mené des analyses pour identifier le risque d’un tel phénomène sur des pièces forgées installées sur le parc nucléaire en exploitation.

Ces analyses ont révélé que ce risque pouvait concerner 46 générateurs de vapeur dont les fonds ont été fabriqués par Creusot Forge et Japan Casting Forging Corporation, installés sur 18 unités de production.

Concernant le parc en exploitation, les premières estimations ont montré l’existence de marges permettant l’exploitation sûre des réacteurs.

Pour conforter cette démonstration de sûreté, EDF a réalisé des examens approfondis, au fur et à mesure des arrêts programmés des réacteurs concernés, nécessitant leur prolongation. Ces contrôles sont de deux types :

• contrôles par ultrasons de l’absence de défauts métallurgiques ;
• mesure du taux de carbone en surface en différents points de chaque fond de générateur de vapeur.

Ces examens, approuvés par l’Autorité de sûreté nucléaire (ASN), ont permis de redémarrer les réacteurs équipés de fonds de générateur de vapeur fabriqués par Creusot Forge, soit six unités de production.

Le 7 octobre 2016, EDF a transmis à l’ASN un dossier technique destiné à justifier l’aptitude au service des fonds de générateur de vapeur fabriqués par JCFC, équipant dix réacteurs d’une puissance de 900 MW^*. Cette démonstration dite « générique » a été approuvée par l’ASN, le 5 décembre 2016. Le 17 janvier 2017, l’ASN s’est prononcée sur les deux derniers réacteurs du palier 1 450 MW restant à contrôler et l’Autorité de sûreté nucléaire a approuvé la démonstration de sûreté relative à ces générateurs de vapeurs. Au 1^er mars 2017, les 18 réacteurs concernés par la problématique dite de « ségrégation carbone » ont été contrôlés et ont obtenu l’autorisation de redémarrage.

EDF et AREVA ont présenté à l’ASN, en septembre 2016, un programme d’essais de grande ampleur, pour les générateurs de vapeur, qui s’échelonnera sur 2 à 3 ans.

Ce programme reposera sur la fabrication de pièces dites «sacrificielles», représentatives des pièces présentes sur le parc.

Les dossiers présentés pour pouvoir redémarrer les réacteurs du parc en exploitation ont été rédigés sur la base de caractéristiques de matériau très enveloppes et volontairement pénalisantes qui contraignent l’exploitation des réacteurs. Dans le cadre de ce programme de grande ampleur, les pièces représentatives fabriquées feront l’objet d’essais chimiques et mécaniques qui permettront de caractériser plus précisément  les propriétés mécaniques du matériau constituant les pièces concernées. Ceci permettra de revenir de manière plus réaliste sur les hypothèses très pénalisantes retenues pour constituer les dossiers et ainsi de limiter les contraintes d'exploitation associées.

Concernant Flamanville 3, les teneurs en carbone plus élevées qu’attendues dans les calottes (couvercle et fond de cuve) ont conduit EDF à accompagner AREVA NP dans la construction d’un programme pour justifier l’aptitude au fonctionnement en toute sûreté des équipements en question. L’ASN en a validé le contenu en décembre 2015. Ce programme d’essais, initié en janvier 2016, s’est achevé fin 2016. Il s’appuie sur plus de 1 600 essais et mesures. Le rapport final a été transmis à l’ASN, le 16 décembre 2016. Au vu des résultats obtenus et de la robustesse du dossier, EDF et Areva réaffirment leur confiance dans l’aptitude au service, en toute sûreté, des calottes de cuve. L’ASN finalise actuellement son instruction et produira un avis technique sur l’aptitude au service de ces équipements mi-2017.

^* Le parc nucléaire français est composé de 58 réacteurs de puissances différentes : 900 MW (34 réacteurs), 1 300 MW (20 réacteurs) et 1 450 MW (4 réacteurs).