Olkiluoto 3 : Démarrage du premier EPR en Europe, quelles étapes ? - Sfen

Olkiluoto 3 : Démarrage du premier EPR en Europe, quelles étapes ?

Publié le 14 janvier 2022 - Mis à jour le 18 janvier 2022

Le réacteur EPR Olkiluoto 3 a divergé le 21 décembre 2021 et de nombreux essais physiques et tests sont actuellement effectués. Afin d’en savoir plus sur le déroulement des opérations de démarrage, la Sfen a organisé un webinaire avec l’exploitant finlandais TVO qui a cumulé plus de 700 participants.

Olkiluoto 3 (OL3) est le premier EPR à démarrer en Europe. OL3 est aussi le premier réacteur à être mis en fonction en Finlande depuis 40 ans. Le 21 décembre 2021, moins d’une semaine après le feu vert de l’autorité de sûreté nucléaire finlandaise (Stuk), le réacteur a divergé et l’exploitant TVO réalise aujourd’hui de nombreux essais à différents niveaux de puissance. Marjo Mustonen, Senior Vice President for Electricity Production et Tommi Lamminpää, Principal Engineer, Reactor Supervision de TVO sont revenus sur les étapes de démarrage de l’EPR OL3.

Tout d’abord, l’intérêt d’une source externe de neutrons pour un premier démarrage et les deux leviers qui permettent de faire diverger le réacteur ont été rappelés.

L’apport d’une source de neutrons

L’un des points présentés par TVO lors du webinaire est l’importance de l’insertion d’une source de neutrons dans le cœur (sous forme de grappes sources incluses dans certains assemblages) afin de générer un flux neutronique suffisant lors du démarrage. Cela permet en particulier une mesure fiable du flux et de ses évolutions par l’instrumentation (notamment pendant l’approche sous-critique, afin de déterminer le moment précis de la divergence), une fonction essentielle à la sûreté.

La première réaction nucléaire

La divergence désigne le démarrage du processus de réaction en chaîne dans un réacteur nucléaire. Deux leviers sont actionnés.

  • La diminution de la concentration de bore dans le circuit primaire : le bore est un « poison neutronique » c’est-à-dire qu’il absorbe des neutrons. La concentration en bore initiale, en amont de la phase de divergence empêche la réaction nucléaire de démarrer.
  • Le retrait des grappes de commandes : absorbant également les neutrons, les grappes de commandes permettent de piloter le réacteur c’est-à-dire de faire varier la puissance, mais également de l’arrêter rapidement.

Presque toutes les grappes sont retirées du cœur puis l’on dilue progressivement le bore dans le circuit primaire afin d’approcher de la divergence. Celle-ci est ensuite atteinte par extraction des dernières grappes de contrôle : la production de neutrons par les fissions devient supérieure à leur absorption par le bore et les grappes de commande. Comme on veut approcher très progressivement la divergence, il est en pratique nécessaire de réitérer l’opération plusieurs fois (la dilution ne doit pas provoquer la divergence mais l’approcher assez pour que le retrait des dernières grappes suffise).

Une fois la criticité atteinte, le réacteur peut monter en puissance.

Des essais en quatre phases

« Près de 200 essais sur l’îlot nucléaire et 230 sur la partie turbine sont effectués à différents niveaux de puissance », détaille Marjo Mustonen. Les tests comprennent en premier lieu les essais physiques, pendant lesquels la conformité du cœur est vérifiée. Un certain nombre de paramètres physiques sont mesurés : le flux neutronique dans les différentes zones du cœur (cartes de flux), la réactivité, les contre-réactions neutroniques, l’efficacité des grappes de commande, etc. Les valeurs mesurées sont comparées aux prévisions des codes de calcul modélisant la physique du réacteur et utilisées dans les études de sûreté. Les paramètres du système de protection sont également ajustés.

Lors de la première phase, le réacteur passe progressivement d’une puissance de 0 % à 5 %. Cette étape a pris fin le 3 janvier 2022. « Les essais physiques à puissance nulle (ZPPT) ont donné de bons résultats que nous allons consolider », explique Tommi Lamminpää. Depuis le 4 janvier, l’EPR finlandais est entré dans la deuxième phase avec un plafond de puissance de 30 %. Lors de la troisième étape, le réacteur atteindra 80 % de sa puissance puis 100 % après plusieurs mois dans le quatrième et dernier palier.

« La prochaine grande étape est la première synchronisation du turboalternateur avec le réseau. Ce premier essai se fait à 25 % de puissance ».

Une fois en service l’EPR fournira 14 % de l’électricité du pays.

 

La rédaction Sfen, avec l’appui de la section technique 04 – Sûreté et protection de l’environnement.

Crédit photo ©TVO