8. L’enceinte de confinement, bien plus que du béton et de l’acier

Article publié dans la Revue Générale Nucléaire ÉTÉ 2023 #2

L’enceinte de confinement est un élément non remplaçable de la centrale. L’ultime barrière de confinement fait, comme la cuve du réacteur, l’objet d’un suivi attentif et régulier afin d’identifier et de comprendre les mécanismes de son vieillissement.

L’enceinte de confinement protège la chaudière nucléaire des agressions extérieures et constitue la dernière des trois barrières confinant la radioactivité, les deux premières étant les gaines des crayons de combustible et le circuit primaire. Comme pour les autres composants irremplaçables d’une installation nucléaire, il est important de maîtriser le vieillissement de l’enceinte. Pour ce faire, EDF a pris des mesures afin d’identifier, de comprendre et de limiter les effets des différents mécanismes de vieillissement qui l’affectent.

Identifier les mécanismes de vieillissement

Lorsque l’on parle de « mécanismes de vieillissement », on pense à divers phénomènes de fissuration du béton, de corrosion du « liner métallique » (la peau métallique assurant l’étanchéité de certaines enceintes) ou des armatures, de tassements des fondations, de perte de précontrainte, de retrait et fluage du béton. D’abord, pour identifier
ces phénomènes, EDF se base sur le retour d’expérience de ses installations, sur les résultats de son programme d’inspection complet et sur ses mesures in situ issues de l’auscultation des enceintes. L’apport du retour d’expérience international et des différents travaux de recherche est bien évidemment pris en compte.

Deuxième étape de la démarche de maîtrise du vieillissement : comprendre ces mécanismes et en évaluer l’impact pour l’ouvrage. Enfin, la troisième phase, lorsque ces mécanismes pourraient s’avérer délétères pour la durée de fonctionnement de la centrale, est d’assurer le suivi des effets du vieillissement et de se mettre en situation de pouvoir justifier la poursuite de l’exploitation en toute sûreté.

À chaque étape, si les éléments ne sont pas suffisants dans la littérature, chez les partenaires industriels et académiques, ou plus généralement dans la communauté scientifique, EDF pilote ou réalise des recherches, en propre ou avec l’appui de partenaires externes. Pour l’enceinte de confinement, EDF a construit la maquette Vercors (VErification Réaliste du Confinement des RéacteurS) sur le site d’EDF Lab Les Renardières en Île-de-France. Inaugurée en 2016, elle consiste en une reproduction très instrumentée d’une enceinte de confinement à une échelle 1/3 et permet d’appréhender tous les phénomènes de vieillissement.

L’effet d’échelle permet aux techniciens de simuler un vieillissement notoirement plus rapide que dans la réalité sur le comportement mécanique et sur la perméabilité du béton et donc, d’une certaine manière, de pouvoir anticiper le comportement des enceintes du parc nucléaire. Le principal facteur du vieillissement de l’enceinte de confinement est le séchage du béton, qui va gouverner les déformations de retrait et de fluage¹ conduisant à une perte de précontrainte qui pourrait être limitante pour la durée d’exploitation. La précontrainte est un dispositif classique en génie civil qui consiste à positionner des gaines permettant le passage de câbles dans le béton. Une fois celui-ci mis en place, les câbles sont alors tendus, ce qui permet de comprimer le béton. Lorsqu’on sollicite le béton en traction, ce qui est le cas lors d’une mise en pression de l’enceinte (par exemple en situation accidentelle), la compression vise à compenser la traction à l’oeuvre, car le béton est nettement moins résistant vis-à-vis des efforts de traction.

1. Le retrait correspond à des variations dimensionnelles, sans charge, pouvant provoquer l’apparition de fissures lors du séchage du béton par exemple. Le fluage désigne une déformation du matériau en fonction du temps et du niveau de chargement.