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N°29
ANNEXES

LE PROBLEME DES FISSURES DANS LES RÉACTEURS PWR
(Suite des études Gazette à voir sur le vieillissement des centrales...)

     C'est par le canal des organisations syndicales CFDT et CGT que le public a appris l'existence des fissures dans l'acier des tubulures de sorties des cuves de réacteurs et dans la plaque tubulaire des générateurs de vapeurs. Nous reviendrons en détail sur cette grave question dans l'un de nos prochains numéros, mais à titre de première confrontation, nous donnons à nos lecteurs une part importante des dossiers de presse qu'a diffusés la CFDT au cours de deux conférences de presse.

1. PRÉSENTATION
     Des défauts importants de fabrication ont été découverts sur deux pièces essentielles des centrales nucléaires PWR 900 MWe sur lesquelles reposent le programme électronucléaire français. Ces défauts, qui concerneraient toutes les centrales du programme, se manifestent par des fissures dans des pièces massives en acier. Les premières fissures avaient été découvertes dans le courant de l'année 1978 sur des plaques tubulaires de générateur de vapeur dans les ateliers de Framatome à Châlon. Les plaques tubulaires sont des pièces massives de 3,5m de diamètre et de 53 cm d'épaisseur percées de 6.776 trous. La face inférieure de ces plaques qui sont en contact avec l'eau du circuit primaire est revêtue d'un «beurrage» en inconel. Les fissures ont été découvertes sous le revêtement d'inconel et au cours de la fabrication de la plaque tubulaire d'une des dernières tranches du programme PWR 900 MWe. Après investigation, des fissures analogues ont été trouvées sur pratiquement toutes les plaques tubulaires contrôlées en usine.
     Le même procédé de revêtement, mais en inox, est utilisé sur les cuves de réacteur. Une investigation a été menée au printemps 1979 dans les ateliers de Framatome sur les tubulures d'une cuve dont la fabrication était terminée. Des fissures ont été également décelées sur ces tubulures. Les tubulures sont les pièces de liaison entre la cuve du réacteur et les tuyauteries primaires. Ces pièces sont soumises à un champ de contraintes particulièrement complexe: c'est en effet par l'intermédiaire de ces tubulures qu'est supportée la cuve, donc le cœur du réacteur qui y est contenu. Les fissures découvertes ont plusieurs millimètres de profondeur. L'existence de ces fissures fragilise une partie essentielle du réacteur nucléaire qui, de ce fait, ne pourrait peut-être pas résister à un accident dont la cause se situerait ailleurs. D'autre part, si ces fissures se propageaient pendant la vie du réacteur, cela pourrait entraîner une rupture d'une partie importante du réacteur. Il faut savoir que tant la rupture des tubulures de cuve, que la rupture des plaques tubulaires des générateurs de vapeur constituent des accidents non pris en compte dans la construction du réacteur nucléaire et dans l'élaboration des parades de sûreté car ces accidents sont considérés comme impossibles. Leur prise en compte en vue d'en limiter les conséquences conduirait à des modifications de conception très importantes des centrales.

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     Il s'agit là d'un défaut qui affecte très probablement une vingtaine de réacteurs nucléaires identiques et peut donc mettre en cause la capacité du programme nucléaire français d'assurer dans des conditions normales de sécurité l'approvisionnement en électricité officiellement prévu. En effet, le temps nécessaire à la mise au point des appareils de contrôle, aux contrôles, aux réparations éventuelles des pièces de cuves, le remplacement éventuel des générateurs de vapeur, peut retarder de plusieurs mois, voire de plusieurs années, la mise en service des réacteurs prêts à démarrer.
     Des interrogations fondamentales se posent donc:
     - pour les réacteurs nucléaires de ce type en fonctionnementt (Fessenheim 1 et 2, Bugey 2, 3, 4, 5),
     - pour les réacteurs en instance de chargement du combustible (Tricastin 1, Gravelines l, Dampierre I ).

2. FICHE TECHNIQUE
Les générateurs de vapeur
     La pièce concernée est une galette de métal de 3,5 m de diamètre et de 0,53 m de hauteur. Elle est percée de 6.776 trous de 22,22 mm de diamètre. Compte tenu du "pas" (32,5 mm) des perçages de tube, les parties métalliques les plus fines ont une largeur de 10 mm environ.
     La partie basse de la plaque tubulaire qui est directement en contact avec le fluide primaire est protégée de la corrosion par un revêtement en "inconel".  Le dépôt de cette couche métallique protectrice est appelé «beurrage». L'épaisseur du revêtement est de 10 mm. Son dépôt s'effectue en deux "passes".  La première assure le contact entre le métal de base et l'inconel. La deuxième passe consiste en une soudure "inconel-inconel".
     Comme toute opération de soudure. le dépôt de métal porté à fusion induit des contraintes thermiques importantes. Cette difficulté est en majeure partie réduite par une montée progressive en température de la plaque avant l'opération de beurrage. C'est le préchauffage. La pièce est maintenue en température (200°C environ) pendant le dépôt d'inconel.
     L'opération terminée, il est nécessaire de baisser très progressivement la température de la plaque. Le post-chauffage, ou détentionnement, consiste à placer le générateur de vapeur dans un four, à température adéquate (environ 600°C) de façon à homogénéiser la structure et à réduire les tensions internes. Ce traitement peut durer de un à plusieurs jours.

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     Le préchauffage et surtout le post-chauffage sont des opérations qui réduisent le risque de fissures. Ces dernières prennent naissance dans la partie latérale du cordon. Comme le cordon est déposé en spirale, les fissures amorcées sont radiales.
     Après le dépôt de la première couche de métal, des abrasions de surface et des contrôles s'effectuent à l'aide d'un dispositif à ultra-sons.
     La sonde de mesure est déplacée manuellement sur la surface. Avant la découverte des fissures, ce contrôle était surtout destiné à vérifier la bonne adhésion de l'inconel sur le métal de base ou de la deuxième passe sur la première.
     La découverte des fissures a été fortuite. Cette constatation date de 1978. Depuis, toutes les plaques de générateurs qui étaient en usine ont été testées et réparées.
     Un certain nombre de générateurs de vapeur déjà munis de leurs tubes et soudés ont donc été laissés vraisemblablement dans l'état en fin de fabrication et montés sur les réacteurs.
     Chaque plaque tubulaire avait entre 30 et 200 défauts. Le test était effectué par magnétoscope, après avoir retiré le beurrage. La longueur des défauts variait jusqu'à 15 à 20 mm de long pour 6 à 8 mm de profondeur.
     Les directions de fissures sont suivant un rayon à l'exclusion de celles du centre où la direction n'est pas préférentielle car le cordon ne peut pas se poursuivre en spirale parfaite jusqu'au centre.

Pourquoi ces fissures?
     Pour des impératifs de planning et certainement aussi pour des motifs économiques, la deuxième passe (inconel-inconel) s'est effectuée sans pré et post-chauffage. Ceci s'appelle pudiquement un "allègement" du procédé. Cette hypothèse est corroborée par les réparations qui ont été faites dans les règles de l'art et qui se traduisent par un nombre faible de fissures. Il n'est pas évident cependant que les techniques de contrôle permettent de révéler la totalité des défauts.
     Les techniciens suspectent aussi la présence de «ségrégations» dues à des têtes de lingots qui ont été insuffisamment chutés (la partie haute d'un lingot de coulée est riche en «soufflures», impuretés et défauts divers).
     La plaque tubulaire est très peu forgée. On découpe actuellement trois à quatre plaques par lingot.

Les plaques tubulaires en service
     Nous ignorons de quand date «l'allègement» du procédé. Il est cependant très probable que des plaques défectueuses ont été usinées et montées. Le contrôle de la plaque montée est pratiquement impossible.

L'évolution des fissures et leurs conséquences
     Le premier risque est relatif au débouché de la fissure dans l'inconel. En effet, la barrière contre la corrosion n'est plus assurée L'eau vient mouiller la ou les fissures débouchantes La corrosion s'accélère alors très rapidement.

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Les tubulures de cuves
     La découverte des fissures dans les plaques tubulaires de générateurs de vapeur vers la mi-78 a probablement incité Framatome à examiner un autre point faible: les six tubulures d'entrée et sortie qui raccordent la cuve aux trois générateurs de vapeur.
     Des essais destructifs (retrait du beurrage) effectués sur des cuves en usine, au début de 1979, ont montré la présence de fissures dont les plans se situent suivant des génératrices.
     Ces pièces ne subissent pas de fragilisation importante du fait de l'irradiation, mais sont soumises aux autres contraintes (variation de température et pression). Notamment, le poids du réacteur repose sur ces 6 parties. Le point le plus délicat de cette pièce est particulièrement difficile à mesurer. C'est le «nez» de la tubulure qui débouche dans la cuve. Le contrôle de cette partie est très difficilement réalisable, mais est néanmoins exigé par le code ASME USA et non exigé en France.

Importance du contrôle
     Une fois la fissure détectée, la question qui se pose est: comment cette fissure évoluera? Il est pour cela nécessaire de mesurer ses dimensions avant l'irradiation. Il n'existe pas de modèle mathématique capable de décrire valablement l'évolution dans l'espace et dans le temps des fissures.
     Les évolutions actuelles reposent sur des observations et l'emploi de modèles mathématiques (?!). Cependant, si certains paramètres ont été volontairement choisis comme étant pessimistes (arrêts fréquents du réacteur, donc cycles thermiques nombreux), d'autres ne peuvent pas être estimés. La première «fourchette» d'évolution importante de la fissure (50 mm de profondeur) donnait un temps de 3 à 40 ans, la seconde 5 à 10 ans. Les dernières valeurs retenues sont 6 à 8 ans.
     Les calculs se font en tenant compte du code américain ASME (section n° 3 - appendice G) qui prévoit la tenue mécanique jusqu'à une évolution de fissure au quart de l'épaisseur de la pièce (ici 200 mm environ).
     Dans le cas du tube, comme pour la plaque tubulaire de générateur de vapeur, la fissure devient très évolutive si le beurrage vient à être percé.
     Les problèmes posés par le contrôle non destructif sont très délicats. La réparation est difficile. Ces difficultés seront beaucoup plus grandes lorsque le réacteur aura fonctionné, toute intervention humaine directe étant exclue.

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Soudure en hélice
plan de fissure suivant une génératrice

3. RISQUE INDUSTRIEL ET RISQUE D'ACCIDENT
UN DANGEREUX GLISSEMENT DE LA SÉCURITÉ NUCLÉAIRE

     Le gouvernement a autorisé le chargement en uranium des centrales nucléaires de Tricastin 1 et Gravelines 1, malgré la présence de fissures dans des pièces essentielles du réacteur: plaques tubulaires des générateurs de vapeur et tubulures d'entrée et sortie des cuves. Les porte-parole du gouvernement justifient publiquement cette autorisation en disant qu'il n'y a pas de danger d'accident - ce qui relève de la sûreté nucléaire - mais seulement un risque industriel, dont ils renvoient d'ailleurs à la direction d'EDF la prise de responsabilité.
     Le risque industriel est effectivement réel: les déclarations officielles donnent environ 6 ans pour que les fissures se propagent dans le revêtement et le percent. A ce stade, il n'y a que deux solutions: réparer les fissures ou arrêter définitivement le réacteur.
     Pour les générateurs de vapeur, on nous dit que la situation n'est pas trop grave car on peut les remplacer: c'est oublier que pour les premiers réacteurs PWR, ce remplacement n'est pas possible.
     Pour les tubulures de cuves, il n'est pas question de les remplacer; il faudrait donc réparer: on ne sait encore rien des possibilités de ces réparations dans un milieu radioactif où seuls pourraient intervenir des robots qu'il reste à concevoir et à faire marcher. Si bien qu'on risque d'être contraint à l'arrêt de plusieurs réacteurs: si l'on est amené à arrêter tous ceux qui ont a priori des fissures et n'auront pas été réparés avant le chargement, on arrive, après fin 1980, au chiffre de 11 réacteurs de 900 MWe qui n'auraient fonctionné qu'un petit nombre d'années. Chaque réacteur coûte environ 3 milliards de francs et doit produire 5 milliards de kWh par an.
     Voilà donc le risque industriel qu'on laisse prendre à la direction d'EDF et que celle-ci prend.
     Mais n'a-t-on pas laissé de côté trop vite le risque d'accident?
     Les services de sûreté nucléaire confirment bien que les conséquences de ruptures, soit au niveau des tubulures, soit au niveau de la plaque tubulaire, ne sont pas prévues dans les études d'accidents. Ceci signifie que dans la conception du réacteur, dans les parades mises au point en cas d'accident, il n'y a pas de parade prévue à une rupture de ces pièces. Les autorités françaises chargées de la sûreté ont accepté que ces ruptures ne soient pas prises en compte dans le dimensionnement des installations en raison des assurances données par Framatome et EDF sur le niveau élevé de qualité, tant de conception que de réalisation de ces pièces, qui devrait exclure tout risque de fissure ou de défaut pouvant conduire à leur rupture. Aucune étude n'a été entreprise jusqu'à présent en France pour évaluer les conséquences de ces accidents et les moyens d'y parer.
     La rupture d'une tubulure de cuve peut être assimilée - au minimum - à la rupture de la soudure entre la tubulure et la tuyauterie primaire, qui est prise en compte aujourd'hui dans l'étude de sûreté de l'installation et justifie l'existence du refroidissement de secours.

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Mais on ne peut exclure un élargissement de la brèche au niveau de la cuve ainsi que des réactions mécaniques qui induisent d'autres ruptures sur le circuit primaire: ces deux situations rendraient inefficaces les systèmes de refroidissement de secours du cœur et pourraient conduire à la fusion de celui-ci.
     La rupture ou même une fuite importante sur les plaques tubulaires des générateurs de vapeur auraient pour conséquence la projection de l'eau du circuit primaire (radioactive) dans l'atmosphère extérieure.
     A l'heure actuelle, seule est prise en compte la rupture d'un tube de générateur de vapeur (sur les 1.300). Cet accident est classé dans la catégorie des accidents les moins probables et aux conséquences radiologiques les plus élevées et pourtant il se serait produit tout récemment sur la centrale de Prairie Island (Westinghouse PWR) aux EtatsUnis.
     La rupture de ces pièces entraînerait donc des accidents très graves. Est-elle possible?
     C'est là que se produit un dangereux glissement des responsabilités de la sûreté nucléaire - risque d'accident vers la fiabilité industrielle - risque économique.
     Que sait-on en effet de ces fissures?
     Les documents officiels nous apprennent qu'aucun contrôle direct n'est possible pour le moment dans les congés des tubulures de sortie et qu'en même temps c'est sur ces tubulures et à cet endroit que la présence de fissures pose le plus de problèmes. C'est là que la propagation de la fissure percerait l'acier inox en 5 à 6 ans, selon certains calculs, 3 à 5 ans, selon d'autres. Autant dire que l'on n'en sait pas grand-chose.
     Un autre document officiel confirme «l'importance et la complexité particulièrement grande des divers problèmes posés par ces phénomènes de fissuration».
     La fameuse assurance-qualité vient d'être prise en défaut: on a fait des contrôles où on savait les faire et non où il était le plus nécessaire de les faire.
     On ne sait pas, actuellement, quelle est l'importance des fissures sur les six réacteurs en fonctionnement (Fessenheim 1 et 2, Bugey 2, 3, 4, 5) et on ne saura pas quelle est l'importance des fissures sur les réacteurs que l'on va charger sans avoir fait les mesures préliminaires, permettant au moins de pouvoir mesurer l'évolution de ces fissures au cours de la marche du réacteur: on va démarrer en aveugle.
     Or, la règle de sûreté nucléaire est stricte puisqu'elle suppose que la rupture est impossible. A partir du momenl où il y a des fissures dans la pièce de métal, la rupture doit avoir une certaine probabilité qui doit être prise en compte dans les calculs de sûreté, quelle est cette probabilité? C'est ce que devraient dire les services de sûreté.
     Si cette probabilité est du même ordre que celle des défaillances qui sont prises en compte dans l'élaboration des parades aux accidents possibles, alors il faut qu'il y ait une parade. Comme on sait qu'il n'y a pas de parade sur les réacteurs actuels, une seule solution est possible: la réparation des pièces défaillantes pour que leur probabilité de rupture revienne au niveau extrêmement bas qu'on leur avait assigné.
     On ne peut accepter des déclarations du type de celle de la direction de Framatome: «la sécurité des structures est garantie pour un nombre d'années raisonnable» Ce n'est plus le langage de la sûreté nucléaire.
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Générateur de vapeur
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opinion

LA PAIX DE L'ATOME

     Ceux qui s'inquiètent du caractère non démocratique du programme nucléaire peuvent à juste titre être inquiets de voir dériver dangereusement l'argumentation de ceux qui en sont les infaillibles promoteurs, au fur et à mesure que se révèlent concrètement pour l'opinion les risques directement encourus (irradiation à doses plus ou moins "faibles" pour les travailleurs des installations nucléaires, rejets radioactifs dans l'environnement à faible dose en permanence, à dose plus ou moins massive lors d'un accident, pour les populations avoisinantes).
     Au lancement du programme, ses promoteurs ont pu soutenir allègrement que toutes les situations avaient été prévues, tous les risques calculés, toutes les précautions prises. La multiplication des incidents ou accidents dans les centrales en fonctionnement - en particulier celui de Three Miles Island (T.M.I.), les conditions à l'évidence peu sûres dans lesquelles on envisage aujourd'hui de démarrer des réacteurs comme Tricastin, Gravelines ou Dampierre, ne leur permettent plus de tenir le même langage. Obligés d'admettre certaines possibilités de défaillances, ils se sont rassurés en répétant à qui veut l'entendre (et qui le savait déjà) qu'il n'y a pas d'activité humaine sans risques - ce qui peut signifier qu'on se résigne à accepter des risques toujours plus nombreux - et bien sûr que «les progrès de la science» en supprimeront les conséquences - sans avoir la moindre idée de ces progrès, ce qui s'apparente davantage à un futurisme ésotérique ou à la vente en viager qu'à une attitude scientifique.
     Une étape autrement dangereuse risque d'être bientôt franchie si l'on n'y prend pas garde. Elle est très bien illustrée dans un article de M. François GIHEL* paru au mois de Mai 1979 et intitulé «Crise pétrolière, le deuxième acte: rappel à l'ordre». Après avoir minimisé, comme il se doit, "l'incident improprement appelé accident" de T.M.I.** et les conséquences d'un grave accident nucléaire, l'auteur en admet la possibilité et accepte d'avance ces conséquences, en regard de ce qu'il estime être la nécessité de recourir aussi massivement que possible au nucléaire.
Il écrit, à propos de T.M.I.:
     «Certainement, il y aura des leçons à tirer de l'affaire, notamment en ce qui concerne la formation des hommes. Certainement, il se produira, un jour, quelque part, un "vrai" accident nucléaire.		 Mais certainement aussi on peut vivre, on vit d'ores et déjà dans une paix plus grande avec l'atome qu'avec les barrages, les avions, les mines, les routes, les usines chimiques (Seveso...), sans parler des dangers présentés par les eaux, les forces telluriques et autres éléments naturels - dangers latents jusqu'au jour où ils se concrétisent dans une belle inondation, un vigoureux tremblement de terre ou quelque autre catastrophe naturelle - que recèle le cher environnement de nos radieux écologistes».
     Passons sur la façon dont l'auteur perçoit l'environnement (et qui pourtant explique peut-être bien des choses). Mais une société qui envisage froidement des accidents nucléaires graves et leurs conséquences (morts, cancers, accidents génétiques, zones interdites...) en faisant la balance avec le «bien-être» qu'elle est censée en retirer, c'est une société militaire. Ce n'est peut-être pas un hasard si le texte parle de «paix» de l'atome. On est au bord du gouffre (accès webmaistre), ce peut être, dans une autre étape, le choix (ou la sélection) de ceux à qui ce risque grave sera imposé, ou l'élimination de ceux qui voudraient qu'on ne le prenne pas. Cela peut s'appeler le fascisme.
     Sans doute, peut-être impressionné lui-même d'en être arrivé si loin, M. Gihel laisse poindre comme un remords et laisse entendre que l'avenir pourrait procéder d'une autre logique - non sans avoir au préalable et une fois de plus repoussé aux calendes grecques «les mythes à la vie dure: les "calories perdues", ''l'immense gisement des économies d'énergie",...». Il demande 10 ans «pour tester ce qu'il peut y avoir de jouable dans les "contre-plans énergétiques" les plus souvent avancés...» et «permettre au programme actuel de produire ses fruits». «Dix ans pendant lesquels, ayant pris un parti - le plus équilibré et le plus raisonnable assurément - il faut s'y tenir fermement, en en tirant toutes les conséquences. Pour le moment, le compte n'y est pas encore tout à fait.».
     Oue veut-on dire par "titer les conséquences"? Quand donc et sur quelle base les tenants du Programme estimeront-ils que «le compte» y sera? Le raisonnement tenu dans l'article revient à dire en tout cas que quelques centaines de morts n'y suffiraient pas!
p.9
* Editorialiste de la Revue Française de l'Energie, infatigable supporter du Programme.
** «Incident» qui dure encore en novembre 1979.
Outil d'information au service de la Pétition Nationale
     Pour ceux de nos lecteurs qui auraient oublié... ou pour les nouveaux venus, nous indiquons ici les sujets déjà abordés par la Gazette. A signaler que tous les Nos peuvent être obtenus auprès du GSIEN (voir bulletin d'abonnement).

· N°3    L'uranium et son approvisionnement
     (ce numéro sera bientôt repris dans une étude plus vaste).
     Où l'on s'aperçoit que l'uranium est peu abondant sur le globe et que la France a relativement peu de ressources.
· N°s 4, 12 et 24   Le retraitement, l'usine de La Hague
     Ces trois numéros constituent un dossier accablant pour l'industrie du retraitement: problèmes techniques mal résolus, coûts inconnus, conséquences à long terme.
· N°5    Le nucléaire: maladie de jeunesse ou sénescence précoce
     toujours plus que jamais d'actualité.
· N°s6 et 14   La Gazette et les questions à poser aux candidats aux municipales et aux législatives
     Ces questions sont toujours valables et devraient faire partie du débat lancé par la Pétition Nationale.
· N°7    La prolifération de l'arme nucléaire
· N°8/9    La situation du nucléaire début 1977
     Ce numéro contient une intéressante analyse économique.

 · N°10    EDF... son fonctionnenment
     Pour en savoir plus.
· N°11    Les effets biologiques des radiations ionisantes
· N°s13, 18, 19   Trois numéros sur les « autres» énergies: géothermie, biomasse (ulilisation des végétaux), solaire.
· N°15.16    Rapport Schloesing
     Reproduction intégrale et commentée d'un rapport de l'assemblée nationale pour la loi de Finance de 1978, accablant et justiliant à lui seul la Pétition Nationale.
· N°17    Un site: le Pellerin
· N°20    De l'eau à la puce
     Quelques textes amusants de «nucléocrates»
· N°21  Situation internationale du nucléaire
     Le désenchantement. Où l'on voit que la France est vraiment à part.
· N°22/23    Le Mouvement
     Une étude sociologique du «mouvement» anti-nucléaire.
· N°25    L'utopie surgénératrice
     Tout savoir sur cette aventure qu'il vaudrait mieux arrêter au plus vite.
· N°26-27    Three Misle Island
     L'incident de la centrale américaine avec les courbes inédites de la situation dans le bâtiment réacteur.
· N°28    Recueil de fiches techniques du GSIEN
p.10
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