VeRCoRs prépare l’avenir du parc nucléaire

Les mécanismes de vieillissement des matériaux des centrales nucléaires sont bien maîtrisés notamment pour ce qui est de la détection, le suivi et l’impact sur la structure des installations. L’état des connaissances doit être complété en permanence pour anticiper l’évolution des ouvrages sur le long terme. L’évolution de l’étanchéité des enceintes de confinement à double paroi, troisième barrière de sûreté, est un sujet de recherche essentiel.

Si le Vercors est un superbe massif des Préalpes du sud, c’est aussi une maquette précieuse pour la VErification Réaliste du COnfinement des RéacteurS, implantée sur le site de R&D d’EDF Lab Les Renardières (Seine-et-Marne). Reproduction à l’échelle 1/3 de l’enceinte de confinement à double paroi d’une centrale nucléaire du palier 1300 MWe, VeRCoRs est une première innovante conçue pour anticiper les effets du vieillissement des enceintes et préparer l’avenir du parc nucléaire de l’énergéticien.

Retour vers le futur

A l’inverse de la DeLorean de Marty McFly et du Docteur Emmet Brown dans Retour vers le futur, VeRCoRs accélère le temps. En effet, le séchage est le principal moteur du vieillissement d’une enceinte, agissant notamment sur le fluage[1] et la perméabilité. L’échelle 1/3 retenue pour la maquette conduit donc à un séchage 9 fois plus rapide de la paroi de l’enceinte. En tant que tels, les effets de dix ans de vieillissement sur une enceinte sont donc obtenus ici en 13 mois. Ainsi, en 7 ans, la maquette permettra d’appréhender le comportement d’une enceinte à 60 ans.

Outre la maquette, pourvue d’une instrumentation très dense et sans précédent, plus d’un millier d’échantillons de matériaux, bétons, câbles et aciers seront testés à différentes étapes de la vie de l’ouvrage, pour caractériser leur comportement et leur vieillissement. Grâce aux tensiomètres, capteurs de température, de teneur en eau, fils de mesure invars[2] et autres pendules, EDF disposera de données précises sur l’état des matériaux des bâtiments réacteurs.

Les chercheurs pourront modéliser finement le comportement de la maquette et appliquer ensuite leurs études aux enceintes des centrales en exploitation. Les zones sensibles seront plus finement identifiées et des améliorations constructives ciblées pourront être apportées pour renforcer encore le confinement.

VeRCoRs va permettre de quantifier l’évolution du taux de fuite des enceintes puis d’évaluer le comportement de la structure en situation accidentelle ou au-delà des paramètres de conception.

Plusieurs programmes de recherche utiliseront les données acquises sur VeRCoRs et des benchmarks sont programmés pour que les équipes scientifiques du monde entier puissent comparer leurs méthodes d’évaluation du comportement des structures de génie civil[3].

Une maquette pour préparer l’avenir

La construction de VeRCoRs a débuté en août 2013, nécessitant 5 000 tonnes de béton. Inaugurée le 1er juin dernier par Jean-Bernard Lévy, PDG d’EDF, la maquette est dotée de 700 capteurs et 2 km de fibre optique pour mesurer la température, la déformation ou encore la teneur en eau du béton. Les milliers de donnés ainsi collectées en temps réel, permettront de mieux comprendre comment le matériau, intégré à la structure, évolue dans le temps.

Haute de 30 mètres, avec 16 mètres de diamètre, VeRCoRs est la première maquette de recherche d’une telle dimension.

Le gousset, à la base de l’enceinte de confinement qui assure la liaison avec le radier, le tampon d’accès pour les gros matériels, la console du pont polaire qui permet de manœuvrer des charges lourdes, la ceinture torique qui rassemble les câbles de précontrainte du dôme, le dôme lui-même et les traversées qui communiquent avec le bâtiment des auxiliaires nucléaires… Toutes les zones d’une enceinte réelle sont représentées pour que la maquette représente parfaitement le comportement réel des enceintes de confinement

VeRCoRs est également équipée de passerelles pour permettre l’inspection complète de la maquette et appréhender au mieux ses évolutions.

VeRCoRs vient compléter les dispositifs et méthodes de surveillance et de diagnostic pour vérifier la robustesse des ouvrages dans le temps et démontrer la sûreté du parc nucléaire pour une exploitation de 60 ans. Avec VeRCoRs, l’énergéticien mobilise la collaboration de toutes ses compétences de recherche et d’ingénierie en génie civil, pour toujours mieux anticiper le vieillissement des enceintes et optimiser leur maintenance. Et préparer l’avenir…

[1] Le fluage est le phénomène physique qui provoque la déformation irréversible différée (non instantanée) d’un matériau soumis à une contrainte constanteσ 0 {displaystyle sigma _{0}} , inférieure à la limite d’élasticité du matériau.

[2] L’invar est un alliage de fer et de nickel se dilatant très peu. Il est utilisé pour réaliser des instruments de précision, notamment des appareils de mesure physique de laboratoire.

[3] RGN3-2016 La durée de fonctionnement des enceintes de confinement pp. 64-68 Benoit Masson – EDF SEPTEN

Crédit photo : Eiffage