G@zette Nucléaire

N°277, septembre 2015

Document Réseau Sortir du Nucléaire

    Dans un courrier de position daté du 3 mars 2015, la Direction des Centrales nucléaires de l’ASN fait état d’une découverte surprenante lors de contrôles effectués dans huit centres nucléaires de production d’électricité́:
    «Lors de contrôles réalisés sur les réacteurs électronucléaires de Blayais 1, Cattenom 2, Chinon B1, Chinon B4, Flamanville 1, Flamanville 2, Gravelines 4, Penly 1, Penly 2, Saint-Laurent B1 et Tricastin 4 des bandes de ruban adhésif d’une taille unitaire inférieure à 15 cm collé sur la paroi interne des tuyauteries du système EAS et divers autres résidus de petites tailles (inférieures à 5 mm) ont été identifiés[1]».
    Ce problème mérite qu’on s’y arrête. Le système EAS* est un élément essentiel de la sûreté nucléaire. Sa disponibilité et sa capacité à garantir un débit d’injection important sont indispensables en situation accidentelle. En cas de brèche sur le circuit primaire, une pression élevée dans l’enceinte de confinement entraîne le démarrage de l’aspersion de l’enceinte par le système EAS. L’objectif est d’abaisser la pression qui règne dans l’enceinte et de rabattre les produits de fission. Les pompes EAS aspirent de l’eau borée dans une bâche. Lorsque cette bâche est pratiquement vide, les pompes EAS aspirent l’eau accumulée dans les puisards de l’enceinte, la refroidissent et la pulvérisent dans l’enceinte.
    L’IRSN dans un courrier du 24 février 2015 alerte le président de l’Autorité de sûreté nucléaire au sujet de la présence de «corps étrangers» potentiellement concernés par la présence de rubans adhésifs dans ces circuits. C’est le cas en particulier de Penly 2:
    «Au cours de l’arrêt pour rechargement du combustible de 2014 du réacteur n°2 de la centrale nucléaire de Penly, l’inspection télévisuelle des colonnes montantes du système EAS, réalisée au titre de l’essai décennal du chapitre IX des Règles générales d’exploitation (RGE), a mis en évidence la présence de ruban adhésif dans les tuyauteries.
    EDF n’a pas été en mesure de les retirer ce qui n’a pas permis de valider le critère de sûreté de groupe A1 d’absence de corps étrangers[2].»
    Selon EDF, ces adhésifs étaient parfois utilisés lors des opérations de «montage des tronçons de tuyauteries EAS» et seraient donc présents depuis la construction des réacteurs.

(suite)

    Comment s’étonner dès lors que l’ASN demande à EDF de procéder:
    * au contrôle télévisuel complet des colonnes montantes du système EAS de chaque réacteur électronucléaire;
    * le cas échéant, un nettoyage de la colonne montante comme prévu dans la note d’analyse de l’exhaustivité du système EAS du palier 1.300 MWe;
    * Puis par la suite d’étendre ces contrôles aux réacteurs dont les données issues des contrôles de propretés des colonnes montantes sont les plus incomplètes.
    Il faut dire que l’affaire n’est pas nouvelle. Ces rubans avaient été identifiés dans le cadre d’une affaire parc en 1992.
    Il serait temps qu’EDF réalise enfin une inspection renforcée, et un nettoyage si nécessaire, des colonnes montantes EAS des onze réacteurs présentant, ou pouvant présenter, des résidus de rubans adhésifs. C’est un vrai problème de sûreté selon l’IRSN.
    «Compte tenu du nombre relativement important de tronçons qui n’ont pas été inspectés, y compris sur les réacteurs non considérés par EDF dans la déclaration de modification des RGE, l’IRSN estime qu’il existe un risque de bouchage de buses dont le nombre pourrait être supérieur aux 20 pris en compte comme hypothèses par EDF afin de conclure à l’absence de risque pour la sûreté.»
    Ce problème est grave. Le fonctionnement même du système EAS en particulier en situation accidentelle induit la circulation de corps étrangers qui peuvent réduire le débit d’injection. En effet des débris générés au niveau de la brèche du circuit primaire (particules de calorifuges, de béton ou de peinture) peuvent s’accumuler dans les puisards RIS et EAS[3]. Des grilles ont été conçues pour empêcher le passage de ces débris susceptibles d'endommager les systèmes de sûreté... mais elles ne retiennent que les plus gros morceaux n’empêchant aucunement la formation de «bouchons» autour de résidus déjà présents dans les EAS tels des sparadraps!
    On savait déjà que les circuits primaires pouvaient charrier n’importe quoi. En avril 2014, des billes de plombs ont été découvertes dans la piscine d’entreposage du combustible de la centrale de Saint Alban[4]. Parfois même on a trouvé des outils circulant dans le fluide radioactif[5]. Ce problème est suffisamment important pour que l’IRSN y consacre de longs développements dans le Point de vue de l’IRSN sur la sûreté et la radioprotection du parc électronucléaire français en 2012: «La présence d’un corps migrant dans un matériel ou dans un circuit peut avoir des conséquences sur la sûreté et la radioprotection d’une installation nucléaire. En dépit des actions réalisées par EDF, l’année 2012 a encore connu plusieurs événements de ce type. L’analyse menée par l’IRSN a précisé les risques associés et montré la nécessité qu’EDF renforce son plan d’actions[6].»

    Et l’Institut nous présente un inventaire à la Prévert de ce que l’on trouve parfois dans les circuits primaires:
    1. au cours d’activités de maintenance et d’exploitation:
    * déchets de procédés: copeaux métalliques, baguettes de soudure, pâte à joint, limaille, etc.
    * déchets d’intervention: ruban adhésif, vinyle, gaines de câbles, chiffons, morceaux de tuyauterie, etc.
    * moyens de fixation: vis, rondelles, écrous, rivets, goupilles, têtes de vis, etc.
    * outillage: clés, tournevis, etc.
    * résines, graisses et liquides pouvant présenter une nocivité chimique;
    2. lors de manutentions de combustible: morceaux d’ailettes ou de grilles d’assemblage;
    3. À la suite de défaillances de matériels entraînant la rupture ou la désolidarisation de pièces: billes de roulements, éclats de projecteur, etc.;
    4. Du fait de négligences humaines: oubli ou chute d’objets divers (badges, stylos, lampes de poche, dosimètres, batteries de caméra, etc.).
    En dépit des mesures prises par l’exploitant depuis 2008 (démarche FME), le problème est loin d’avoir disparu. Au cours des opérations de déchargement du combustible du réacteur de Chooz B2 en vue de son arrêt pour maintenance, une tête de vis de guide d’eau d’un groupe motopompe primaire (GMPP) ainsi que des débris correspondant à des fragments de coupelle-frein ont été retrouvés sous un pied d’assemblage. À Cruas, a retrouvé dans un générateur de vapeur deux pièces appartenant à un ensemble de fixation d’un obturateur à joint passif («tape GV»). Au Bugey a été détectée la présence d’un corps migrant coincé dans un coude de la tuyauterie d’alimentation du générateur de vapeur (GV) n°2 au refoulement de la turbopompe ASG. On ne compte plus les événements même si souvent EDF omet de les faire figurer sur les fameuses "fiches SAPHIR".
    Tout cela peut paraître fort banal. Il n’en est rien. À l’heure où EDF lance son programme de «Grand carénage » cette incapacité à garantir l’intégrité des circuits primaires des réacteurs, a de quoi inquiéter. Comment dans ces conditions croire que les réacteurs pourront tenir plus longtemps encore...

Notes
    [1] Réf.: CODEP-DCN-2015-007675
    [2] Lettre IRSN n°2015-00057
    [3] http://www.asn.fr/
    [4] CODEP-LYO-2014-021617
    [5] A Chinon, en 2012, les inspecteurs de l’ASN font part de leur étonnement lors du contrôle d’un chantier dans le bâtiment combustible: «Sur le terrain, les inspecteurs ont pu constater, associé aux propres constats du site suite à ce diagnostic, un manque de rigueur dans la mise en place des parades visant à limiter le risque d'introduction de corps étrangers dans le circuit primaire. En effet, les inspecteurs se sont rendus au niveau de la piscine de stockage des assemblages de combustible (piscine BK) du réacteur n°2 où une intervention préalable à l'arrêt du réacteur à venir était en cours. Ils ont pu constater que les intervenants n'utilisaient pas de dragonne pour prévenir la chute de leurs outils, qu’ils stockaient ces outils en hauteur, à proximité de la piscine, et faisaient rouler du matériel (rouleau de ruban adhésif) le long de la piscine pour se l'échanger.»
    [6 ] p 24.

Présence de corps migrants dans les circuits
Rapport IRSN /DG/2013-00005
Extraits page 22 à 26

    ÉVÈNEMENTS, INCIDENTS, ANOMALIES
    Aucun incident survenu en 2012 dans un réacteur du parc EDF n’a constitué un risque grave pour l’installation, l’environnement ou les populations. Ce chapitre présente des événements et anomalies jugés significatifs par l’IRSN, qui concernent la découverte de corps migrants dans les circuits, la détection d’écarts liés à la visserie d’équipements, une non-conformité datant du démarrage des installations, des erreurs de lignage.
    En dépit des actions menées depuis quelques années par EDF, l’année 2012 a encore connu plusieurs événements liés à la présence de corps migrants dans les circuits.
    Une tête de vis appartenant à un composant d’un groupe motopompe primaire de Chooz B2, a été découverte sous un assemblage combustible lors du déchargement du cœur du réacteur et cet événement lié à des dégradations de vis revêt un caractère générique pour les réacteurs de 1.450 MWe.

(suite)

    À Cruas 3, le système de détection acoustique des circuits a détecté la présence de deux pièces de fixation d’une tape d’obturation d’un générateur de vapeur qui auraient pu atteindre le cœur du réacteur et bloquer la manœuvre des grappes de commande.
    Enfin, un tronçon de tuyauterie resté coincé au refoulement d’une turbopompe à Bugey 4 aurait pu conduire à un débit insuffisant d’eau d’alimentation en eau des générateurs de vapeur.
    À la suite de l’accident de FUKUSHIMA, l’association internationale WANO (the World association of nuclear operators) a recommandé de vérifier la conformité des dispositifs casse-siphon dans les tuyauteries de refoulement du circuit de refroidissement des piscines. C’est lors de ces contrôles que l’exploitant de Cattenom a constaté l’absence, depuis la construction, de ces dispositifs sur ses installations et a dû déclarer le seul incident classé en 2012 au niveau 2 de l’échelle INES.
    Dans le cœur d’un réacteur, la réaction en chaîne doit être maîtrisée à tout moment.
    Pour cela, le flux de neutrons dans le cœur est surveillé en permanence par des dispositifs de mesure installés à proximité du cœur. Par contre, le «champ de vision» de ces dispositifs est relativement limité, ce qui ne permet pas toujours de réaliser une mesure représentative du niveau de flux dans certaines zones du cœur, comme ce fut le cas lors d’une erreur de chargement de combustible à Dampierre. L’installation prévue par EDF d’un deuxième dispositif de mesure, de conception différente et dont l’implantation sur un circuit permettra une mesure directe et rapide de la concentration en bore du circuit primaire, constituera une disposition robuste pour prévenir l’apparition d’un accident de criticité.
    Le serrage insuffisant d’une vis d’une bride du circuit d’huile d’un groupe motopompe primaire de Penly 2 a conduit à une fuite d’huile suivie de départs de feu ayant causé la dégradation du groupe motopompe primaire.
    Le cumul de positions incorrectes d’une vanne après une intervention et d’une deuxième vanne a été à l’origine d’un déversement de 140 m³ de fluide primaire dans le bâtiment du réacteur de Cruas 4, sans rejet à l’extérieur.
    Lors de contrôles réalisés durant l'été 2012 sur les réacteurs belges n°3 de la centrale de Doel et n°2 de la centrale de Tihange, des défauts ont été détectés dans les parois des cuves de ces réacteurs. Il s’agit de défauts de fabrication non détectés jusqu’alors. Cette découverte a naturellement conduit l'IRSN à s'interroger sur la possibilité de l'existence de défauts analogues dans les parois des cuves des centrales françaises.

PRÉSENCE DE CORPS MIGRANTS DANS LES CIRCUITS

    La présence d’un corps migrant dans un matériel ou dans un circuit peut avoir des conséquences sur la sûreté et la radioprotection d’une installation nucléaire. En dépit des actions réalisées par EDF, l’année 2012 a encore connu plusieurs événements de ce type.
    L’analyse menée par l’IRSN a précisé les risques associés et montré la nécessité qu’EDF renforce son plan d’actions.
    La présence de corps migrants ou de corps étrangers dans les circuits des installations peut entraîner des conséquences diverses, en particulier la dégradation:
    * de la première ou de la deuxième barrière avec, par exemple, l’apparition de défauts d’étanchéité des gaines du combustible ou la dégradation de tubes de générateurs de vapeur (GV);
    * de la maîtrise de la réactivité avec le blocage d’une grappe de commande;
    * de la propreté radiologique des circuits avec l’activation(1) de particules provenant du corps étranger.
    Le retour d’expérience (REX) a montré que, dès les premières mises en service de réacteurs, des corps étrangers d’origines diverses, de toutes natures (solides ou liquides) et de toutes formes, ont été accidentellement introduits dans les circuits.
    Les corps étrangers recensés jusqu’à présent ont été accidentellement introduits/
    Au cours d’activités de maintenance et d’exploitation:
    * déchets de procédés: copeaux métalliques, baguettes de soudure, pâte à joint, limaille, etc.
    * déchets d’intervention: ruban adhésif, vinyle, gaines de câbles, chiffons, morceaux de tuyauterie, etc.
    * moyens de fixation: vis, rondelles, écrous, rivets, goupilles, têtes de vis, etc.
    * outillage: clés, tournevis, etc.
    * résines, graisses et liquides pouvant présenter une nocivité chimique;

    Lors de manutentions de combustible: morceaux d’ailettes ou de grilles d’assemblage;
    À la suite de défaillances de matériels entraînant la rupture ou la désolidarisation de pièces: billes de roulements, éclats de projecteur, etc.;
    Du fait de négligences humaines: oubli ou chute d’objets divers (badges, stylos, lampes de poche, dosimètres, batteries de caméra, etc.).
    Des dispositifs tels que des grilles anti-débris ont été conçus pour piéger certains corps migrants; par ailleurs, des systèmes d’écoute acoustique facilitent leur détection.
    Un plan d’actions a été engagé en 2008 par EDF qui a renforcé ses exigences en matière de propreté des matériels et des circuits afin d’éviter l’introduction de corps migrants. Ces exigences ont été déclinées dans une directive interne traduisant la démarche «FME» qui met en œuvre des parades reposant sur la prévention, la détection précoce et la récupération des corps étrangers. Selon cette directive, la récupération d’un corps migrant est une priorité même s’il est difficilement accessible. Dans le cas où l’extraction s’avère impossible, une analyse de nocivité est menée afin de statuer sur l’acceptabilité d’un fonctionnement du réacteur en présence de ce corps étranger.
    La mise en œuvre de la directive a permis à EDF de réduire le nombre d’événements liés à la présence de corps migrants. EDF a ainsi intégré aux pratiques de travail des dispositions visant à limiter le risque d’introduction de corps étrangers dans les circuits. EDF a également renforcé la prise en compte du retour d’expérience ainsi que l’organisation et le pilotage des interventions à risque. Malgré cette démarche, l’année 2012 a connu plusieurs événements importants dont trois sont décrits ci-après.

Une tête de vis découverte sous un pied d’assemblage combustible (Chooz B2 – 26 février 2012)

    Au cours des opérations de déchargement du combustible du réacteur de Chooz B2 en vue de son arrêt pour maintenance, une tête de vis de guide d’eau d’un groupe motopompe primaire (GMPP) ainsi que des débris correspondant à des fragments de coupelle-frein ont été retrouvés sous un pied d’assemblage. L’événement étant décrit dans un autre article du présent rapport (page 29 du présent rapport), seules les questions de sûreté posées par la présence de ce corps migrant sont évoquées ci-dessous.
    La tête de vis et sa coupelle se sont déplacées dans le circuit primaire. Elles ont conduit à des impacts dans les pompes primaires et sur la cuve du réacteur ainsi que sur les équipements internes de la cuve. Les examens télévisuels réalisés ont montré des traces de choc sur une aube de roue d’une pompe primaire, sur la bague de roue et sur une collerette d’une pénétration de fond de cuve.
    Les marques d’impact de la tête de vis, visibles sur les photos, sont de faibles dimensions et peu profondes. Les performances hydrauliques des pompes primaires n’ont pas été affectées et les impacts sur la cuve et ses structures internes n’ont pas été jugés nocifs par EDF.
    Compte tenu de la taille et de la localisation des corps migrants retrouvés, l’analyse de l’IRSN a abouti aux conclusions suivantes:
    * un blocage du rotor d’une pompe primaire dû à la présence de vis de pompes primaires est peu probable;
    * le revêtement en acier inoxydable de la cuve ayant subi des impacts, l’amorçage d’une fissuration et sa propagation éventuelle au cours du cycle de fonctionnement ne peuvent pas être exclus. Il en est de même pour les pénétrations de fond de cuve et leurs soudures.
    L’analyse réalisée par l’IRSN a montré que les actions correctives (extraction des corps étrangers et remplacement de toutes les vis des guides d’eau et des paliers hydrostatiques des pompes primaires) et les actions de surveillance mises en place par EDF étaient insuffisantes. En effet, ni la surveillance vibratoire des pompes primaires, ni la surveillance du débit dans le circuit primaire ne permettent de détecter le desserrage de vis. La surveillance acoustique des circuits n’a par ailleurs pas permis de détecter le passage des corps migrants dans le circuit primaire et la cuve du réacteur. Des contrôles par sondage des vis des guides d’eau des GMPP des réacteurs de 900 et de 1.300 MWe seront effectués. La conception des vis du guide d’eau des GMPP des réacteurs de 1.450 MWe sera modifiée par EDF en 2013; pour l’IRSN, une évolution du programme de maintenance périodique doit également être envisagée.

Des éléments de fixation d’un obturateur à joint passif - ou tape de générateur de vapeur - découverts dans le circuit primaire (Cruas 3 – 14 septembre 2012)

Durant la phase de redémarrage du réacteur après son arrêt pour maintenance, lors de la mise en service du groupe motopompe primaire n°1, un bruit significatif a été détecté dans la boîte à eau de la branche chaude du générateur de vapeur (GV) de la boucle correspondante par le système de détection acoustique et vibratoire.
Après avoir interrompu le redémarrage du réacteur, l’exploitant a ouvert les deux boîtes à eau (côté «entrée» et côté «sortie» de l’eau) du GV de la boucle n°1 et a retrouvé deux pièces appartenant à un ensemble de fixation d’un obturateur à joint passif («tape GV»). Cet obturateur avait été mis en place, puis démonté lors de l’arrêt.

(suite)

    Les deux pièces retrouvées, une rondelle convexe et une tête de goujon, ont permis d’identifier l’obturateur défaillant. Son examen ayant mis en évidence l’absence de quatre éléments de fixation, les deux éléments encore manquants, un goujon et une vis, ont fait l’objet de recherches, mais n’ont pas été retrouvés.
    EDF a alors établi une analyse de nocivité à partir des informations suivantes:
    * la description précise des éléments manquants, leurs localisations initiales et leurs origines;
    * le cheminement possible de ces éléments dans les circuits;
    * les conséquences possibles de leur passage ou de leur présence dans les équipements;
    * les possibilités de détection de ces éléments par les systèmes de détection acoustique.
    L’IRSN considère que la présence de ces pièces dans les circuits connectés au circuit primaire est peu probable.
    Néanmoins, afin de couvrir cette éventualité et pour éviter que les corps migrants ne se retrouvent dans le cœur du réacteur et ne bloquent la manœuvre d’une grappe de commande, un essai hebdomadaire de manœuvrabilité des grappes a été réalisé pendant les deux premiers mois de fonctionnement après le rechargement ainsi qu’un essai de chute de grappes à mi-cycle. Aucune anomalie n’a été détectée lors de ces essais. Par ailleurs, EDF a mis en place des actions correctives pour éviter les défaillances de pièces de fixation des «tapes GV», telles que l’inventaire de ces pièces après dépose des tapes. L’IRSN a estimé que les actions mises en place par EDF étaient satisfaisantes et que le nouveau modèle d’obturateur à joint passif pouvait dès lors être utilisé.

Un tronçon de tube trouvé dans la tuyauterie de refoulement de la turbopompe d’alimentation de secours des générateurs de vapeur (Bugey 4 – 16 novembre 2012)

    L’analyse des résultats des essais périodiques du système d’alimentation de secours en eau des générateurs de vapeur (ASG) a mis en évidence des déséquilibres de débit. Différentes investigations (réglages de vannes, purges de capteurs etc.), associées à des radiographies des tuyauteries, ont permis de détecter la présence d’un corps migrant coincé dans un coude de la tuyauterie d’alimentation du générateur de vapeur (GV) n°2 au refoulement de la turbopompe ASG. Ce corps étranger a été extrait; il semble correspondre à un tronçon de tube utilisé lors du montage ou de la maintenance des circuits.
    Les dimensions du tronçon extrait sont:
    - diamètre = 60 mm
    - longueur = 312 mm
    La taille et la nature du corps étranger laissent supposer qu’il est resté coincé à un endroit proche de celui où il a été oublié. L’exploitant a effectué un examen de la paroi interne du coude afin de détecter d’éventuels endommagements. Un contrôle interne des trois tuyauteries d’alimentation des GV jusqu’aux vannes réglantes ASG a également été pratiqué pour s’assurer de l’absence d’autres corps migrants. Ces investigations n’ont mis en évidence aucune dégradation. Les essais réalisés par la suite ont montré que les débits dans les tuyauteries des GV étaient de nouveau équilibrés et stables.
    Néanmoins, les conséquences envisageables d’un tel événement sont significatives: l’IRSN considère en effet qu’il aurait été difficile de garantir un débit d’alimentation en eau des GV suffisant lors d’un fonctionnement prolongé du système ASG en cas d’accident, du fait de la présence du corps migrant et de son éventuel déplacement dans les tuyauteries.

    Conclusion
    La mise en place en 2008 des dispositions définies par EDF dont la sensibilisation du personnel à la démarche «FME» a contribué à une nette diminution des événements impliquant des corps migrants.
    Malgré cette démarche, l’année 2012 a connu plusieurs événements importants notamment dus à des défaillances des matériels.
Notes
    1- Activation: tout matériau recevant un flux neutronique capture des neutrons, rendant une partie de ses noyaux radioactive. Ce phénomène est appelé activation neutronique».
    2- FME = Foreign Material Exclusion: À l’instar de la démarche internationale FME, EDF a pris des dispositions préventives pour éviter l’introduction de corps ou produits étrangers dans les matériels ou circuits.
    3- Obturateurs à joint passif (ou «tapes»): ils sont mis en place dans les générateurs de vapeur (GV) pendant les arrêts de tranche pour assurer l’étanchéité entre les boîtes à eau des GV et le circuit primaire et permettre la réalisation d’interventions de maintenance dans les boîtes à eau. Chaque obturateur est constitué d’une partie centrale équipée du joint passif et de deux parties latérales maintenues par 18 ensembles de fixation. Le serrage de ces fixations est réalisé automatiquement à l’aide d’une perche de serrage et de desserrage positionnée au niveau des taraudages externes du trou d’homme.
    (Pour en savoir plus sur ces nouvelles tapes de GV, voir le rapport public IRSN 2001 page 72 - mais page 22 du pdf)

    COMMENTAIRE
    Je vérifierai si le futur rapport IRSN sur les «corps migrants» permet d’acter une amélioration. Pour le moment force est de constater qu’il y a des progrès à faire...