Si seulement EDF disait la vérité…Le récepteur de corium de l’EPR est en vulgaire fonte !

Chacun est bien évidemment persuadé que l’EPR est un réacteur plus sûr, plus fiable, plus beau et surtout moins cher que ses prédécesseurs. En tout cas c’est ce qu’essaie de nous expliquer EDF depuis vingt ans. L’EPR est cette technologie qui pourra enfin garantir à tous un nucléaire sûr. On comprend mieux pourquoi le patron du CEA adore cette machine et considère qu’il faudrait en construire 35 d’ici 20501

Depuis le débat public sur le projet Flamanville III, l’un des principaux arguments utilisé pour convaincre de la robustesse des EPR est qu’il sont équipé d’un « core-catcher » ou récupérateur de Corium. Il s’agit d’un dispositif destiné à recueillir le coeur en fusion qui aurait percé la cuve lors d’un accident grave. A Three Mile Island, par chance, celui-ci était resté confiné dans la cuve, à Tchernobyl il avait entrainé plus de 1.000 tonnes de matériaux sur son passage en traversant le sol sur plusieurs niveaux et à Fukushima, où les barres de combustible avaient commencé à fondre 5 heures après le tremblement de terre, on ne sait pas trop où ils sont…

Il faut dire que c’est un enjeu de sureté très important. Un corium peut détruire un bâtiment réacteur et donc réduire à néant la fameuse barrière de protection sensée garantir la protection de l’environnement voire entrainer une apocalypse nucléaire en entrant en contact avec des nappes d’eau souterraines. C’est bien pour cela qu’à Tchernobyl des galeries ont été creusées à la hâte pour renforcer le radier et refroidir le corium2. A Three Mile island, on a même cru un temps à un syndrome chinois3

Mais bon chacun sait que la technologie française a tout prévu et sait faire face à toutes les situations. Un récepteur de corium a donc été envisagé dès la conception de l’EPR pour confiner cette matière en fusion. Selon l’IRSN, « dans un réacteur EPR, le système de récupération du corium est un élément innovant permettant la collecte des matériaux fondus s’écoulant de la cuve après sa percée4. » Le puits de cuve est relié au récepteur de corium par un canal de décharge. Avant de s’écouler dans le canal, le corium est collecté dans le fond du puits de cuve qui comporte un système d’ouverture de type « porte fusible ». Un système de circulation d’eau permet de refroidir par le dessous dès la phase d’étalement et de recouvrir d’eau le corium étalé.

Le sujet est suffisamment sérieux pour que l’ASN ait toujours été attentive. Dès 2008, l’autorité formule des exigences précises au maitre d’ouvrage. Le problème du corium mouillé5 mis en évidence l’an dernier par Bernard Laponche au sujet des travaux entrepris à Fessenheim se posait déjà. La prescription 21 demande que la conception et la réalisation du puits de cuve et de la chambre d’étalement du corium sont telles que la quantité d’eau susceptible de s’y trouver lors de la coulée du corium en dehors de la cuve ne puisse provoquer une explosion de vapeur pouvant porter atteinte à l’intégrité de l’enceinte de confinement6.

Corium et eau ne font pas du tout bon ménage7. L’expérience de Tchernobyl nous le rappelle amèrement. Initialement, les scientifiques pensaient que le combustible une fois fondu ne pouvait en aucun cas provoquer de lui-même une réaction de fission. Le nombre de neutrons ralentis ou thermalisés nécessaire à la réaction en chaîne ne pouvait être produit que dans les conditions spécifiques d’un réacteur opérationnel. Sous le sarcophage construit à la hâte au-dessus de l’ex-réacteur n°4, selon le site Gen 48, un phénomène inimaginable s’est produit en 1990 :  suite à deux semaines de fortes pluies ayant traversé un sarcophage décidément bien peu étanche, les capteurs de radiations neutroniques ont donc enregistré une multiplication insensée des émissions de neutrons allant jusqu’à un facteur de 60 fois les émissions neutroniques habituelles.Les équipes ont dû utiliser du Nitrate de Gadolinium pour enrayer les réactions en chaines avant de pomper l’eau radioactive qui noyait le corium.

Mais ce n’est pas le seul problème. Un corium est aux premières heures de sa formation une boule en fusion dont la température peut atteindre quelques 3000° C. On le qualifie ainsi de magma9. L’énergie (≈ 1 MW/m3) et la composition du corium peuvent entrainer une décomposition du béton, c’est à dire à une érosion rapide du radier. La solution alors n’est autre que de noyer le corium… en espérant qu’un accident de criticité ne survienne pas…

On comprend mieux dès lors le souci de l’industrie nucléaire d’expliquer que le fameux récepteur de corium est conçu de telle manière qu’il évite que l’accident se transforme en catastrophe. En tout cas c’est ce qu’avait promis AREVA. « Dans l’hypothèse où une fusion de cœur interviendrait néanmoins, l’EPR dispose de plusieurs dispositifs pour éviter une contamination de l’environnement. Le cœur est entouré de deux enceintes concentriques de béton. L’enceinte intérieure, en béton précontraint et doublée entièrement par une peau métallique d’étanchéité, est équipée des dispositifs nécessaires pour résister aux effets de pression et de température qui pourraient résulter d’une fusion du cœur. Le cœur fondu serait récupéré dans une zone d’étalement, dotée d’un dispositif de noyage et conçue pour accélérer son refroidissement. Les fuites éventuelles entre la première et la seconde enceinte seraient récupérées et filtrées de manière à ne pas être évacuées à l’extérieur.10 » Promesse qui dès cette époque ne convainquait guère…

Le dossier du maitre d’ouvrage, publié par EDF à l’occasion du débat public sur le projet Flamanville 3 de 2005, apporte quelques précisions sur la nature et le fonctionnement de ce fameux récupérateur de corium :

« En cas d’accident de fusion du coeur, un dispositif spécialement conçu pour récupérer, contenir et refroidir le coeur en fusion, a été mis en place sous la cuve du réacteur.

Le récupérateur de combustible se trouve à l’avant de l’image. C’est un bac en matériau très résistant sous lequel circule de l’eau pour en assurer le refroidissement.

On remarque également à l’arrière de l’image une très importante réserve d’eau (2 000 m3) destinée, entre autres, à assurer l’alimentation en eau des systèmes de sauvegarde11. »

Cinq ans plus tard lors du débat public sur le projet Penly III, EDF persiste. Le récupérateur de corium est au coeur de l’argumentaire justifiant la robustesse de l’EPR :

L’objectif est de réduire le plus possible les conséquences sur l’environnement de l’accident hypothétique le plus grave (c’est-à-dire la fusion du coeur avec percement de la cuve qui le contient), en particulier de n’avoir pas besoin d’évacuer les populations au-delà du voisinage immédiat de la centrale et de limiter les mesures sanitaires préventives relatives à la commercialisation des produits destinés à la consommation.

Pour atteindre cet objectif, plusieurs dispositions sont prises (cf. §4.2) ; à titre d’exemple :

  • un récupérateur, installé sous la cuve du réacteur, permet de le recueillir le combustible fondu et de le refroidir ;
  • l’enceinte de confinement est doublée et elle est munie d’une peau métallique d’étanchéité12.

Le débat public permet à EDF d’apporter des précisions sur la nature et le fonctionnement du récupérateur de corium. Lors de la séance du 7 avril 2012 qui s’est tenu à Paris, Alain Corréa a posé une question très précise sur cet équipement13. Georges Servière, conseiller à la présidence d’EDF et un des premiers directeurs du projet EPR, lui répond précisément :

« Je crois qu’il faut préciser que c’est une chambre d’étalement pour laquelle on a pris en compte les quantités d’uranium et vous citez une centaine de tonnes de combustible, ce qui est tout à fait exact, ce sont les ordres de grandeur, dont les températures de fusion sont de l’ordre de 2 500 degrés Celsius, 2 800 degrés Kelvin, pour être précis. C’est bien pour cela que cette chambre d’étalement est constituée pour l’essentiel d’un revêtement de béton réfractaire, pour lequel, d’ailleurs, on utilise pour leur conception l’expérience d’autres industries, de la sidérurgie en particulier, qui, en plus, est refroidi en partie inférieure, de façon à ce qu’il n’y ait pas ces érosions que vous mentionnez. »

Et plus loin le cadre d’EDF dit que cette solution est effective puisqu’elle a été testée…

Ce n’est donc pas du tout une hérésie du point de vue conception ; c’est validé justement à l’aide d’essais sur maquettes et c’est pratique courante dans toutes les industries et dans tous les domaines scientifiques que de faire des simulations en en validant les paramètres sur des maquettes à échelle réduite. Deux tonnes de matériau simulant, c’est déjà une belle taille de maquette pour avoir la représentativité des phénomènes que l’on rentre ensuite dans les modèles de calculs qui permettent de faire le dimensionnement pour des masses et des quantités beaucoup plus importantes.

Il y aurait de quoi être convaincu par la précision du propos, d’autant plus que personne ne peut douter de la bonne foi d’un cadre d’EDF dès que l’on aborde la question nucléaire. Quelques recherches permettent néanmoins de s’interroger sur la pertinence des certitudes d’EDF14. Ni le béton réfractaire ni la fonte ne peuvent supporter ne serait ce que le rayonnement thermique d’un corium en fusion.

Le choix d’EDF est d’utiliser un béton lourd puisque de l’hématite15 est ajoutée comme le donne à voir la vidéo dont les références sont indiquées ci-dessus. On a donc affaire dans le cas de l’EPR à un béton réfractaire dense16. Si l’on en croit les données techniques disponibles sur internet, ce genre de béton est résistant jusqu’à des niveaux de températures de l’ordre 1 800°. C’est bien pour cette raison qu’EDF parle d’un béton sacrificiel. Il n’a pas vocation à contenir l’énergie et la radiotoxicité du corium mais à en accélérer le refroidissement.

schema1

Un tel béton recouvre la base du puits de cuve. Il doit en quelque sorte ralentir le corium en faisant en sorte qu’il s’écoule par le canal de décharge vers la chambre d’étalement qui doit récupérer le corium. Là encore un béton sacrificiel constitue l’essentiel de la surface du dispositif. Etonnement, la zircone qui recouvre le puits de cuve disparait du récupérateur proprement dit. On ne trouve plus ici que des « plaques de refroidissement » dont la composition n’est pas détaillée.

Cela peut sembler un détail. Il n’en est rien. Lors de la séance inaugurale du débat public à Dieppe, le 29 mars 2010, Bernard Salha, directeur de l’ingénierie nucléaire d’EDF, déclarait que ce matériau noble constitue l’essentiel du récupérateur de corium17. Cette idée s’est imposée d’autant plus que la vidéo de présentation du projet montre une surface métallique18….

schema2

Depuis le débat public Penly 3, la communication d’AREVA n’a pas changé. La présentation par AREVA en juin 2013 de l’EPR à Vienne laisse entendre que le récupérateur de corium est un dispositif à toute épreuve qui permettrait d’éviter un accident de l’ampleur de Fukushima19. Et partout on voit figurer un « protective layer » dont le composant essentiel est la zircone puisque certains schémas présentent un « zirconia layer« .

schema3

Il faut dire que la présence de zircone a de quoi rassurer. C’est le matériau de référence des assemblages combustibles nucléaires pour les réacteurs à eau pressurisée et les réacteurs à eau bouillante du fait de sa transparence aux neutrons et de ses propriétés de tenue en température et de résistance à la corrosion.

Or force est de reconnaître que tout cela n’est que de la « com ». La documentation technique publique20 ne mentionne jamais la présence de zircone dans la chambre d’étalement21.

Le récupérateur de corium, destiné à recueillir en dernier lieu le corium, est un creuset de faible profondeur , ce qui permet d’obtenir une couche de corium peu épaisse, facilitant la stabilisation et le refroidissement.

Il est constitué en parties basse et périphérique d’éléments en fonte clipsés les uns aux autres. Ils visent en cas d’accident grave à protéger le béton structurel et refroidir le corium : c’est la structure de refroidissement. Les jonctions mécaniques entre les éléments étant flexibles, la structure ainsi constituée est insensible à la dilatation thermique et à la déformation provoquées par les forts gradients thermiques locaux.

Les éléments inférieurs sont posés sur le radier des structures internes. Les éléments latéraux sont fixés par des éléments en U sur une structure support ancrée dans les voiles périphériques. Au niveau le plus bas, les éléments latéraux s’insèrent dans les éléments horizontaux par l’intermédiaire de rainures. Au niveau supérieur, l’espace entre le béton structurel et la paroi latérale de la zone d’étalement est protégé de l’intrusion partielle de corium, dispersé localement par le contact avec l’eau, par un chapeau métallique. Cette couverture d’acier a des ouvertures permettant l’échappement de l’eau et de la vapeur provenant des canaux de la structure de refroidissement.

les éléments de la structure de refroidissement métallique sont recouverts de bétons sacrificiels de type silicieux standard.

Pas la moindre trace de zircone ni de tout autre matériau noble. Nous avons affaire ici à de la tôle et de la fonte avec un vulgaire beurrage en ciment. Voilà la réalité d’un des éléments qui amènent l’industrie nucléaire à prétendre que l’EPR est plus sûr que les réacteurs des paliers plus anciens.

Un effort a certes était fait. Une des principales critiques des antinucléaires entendue. Mais en définitive, le concepteur comme l’exploitant n’ont pas tenu à mettre en œuvre une protection à la hauteur du risque encouru. AREVA et EDF se contente d’éléments de refroidissements distincts en fonte nodulaire et dans une charpente métallique. Cela peut au mieux rassurer le grand public.

Si on considère que la fonte a une température defusionallant de1 135° Cà1 350° C, essentiellement en fonction du pourcentage decarboneet desiliciumqu’elle contient, il y a de quoi avoir des doutes sur l’efficience du dispositif mis en œuvre pour éviter que le corium ne perce le radier du réacteur sans compter bien évidemment le risque toujours présent d’explosion d’hydrogène !

Tout cela n’est pas très sérieux. Et l’on ne peut que regretter que l’Autorité de sureté nucléaire n’ait pas imposé au maitre d’ouvrage de constituer la totalité du récupérateur d’éléments en zircone qui eux peuvent résister à quelques 2 700° C. Cet exemple donne à voir clairement que pour l’industrie nucléaire la sureté n’est pas un réel souci, ce qui compte en dernier recours c’est de réduire les coûts quelques soient les risques auxquels cela nous expose.

voici quelques images du récupérateur de Flamanville :

22

L’installation de ce récupérateur de corium prouve une fois encore que l’EPR n’est pas le fleuron de l’industrie hexagonale. C’est une entreprise allemande, Siempelkamp23, qui réalise à Olkiluoto et à Flamanville les récupérateurs de corium24. Une entreprise à laquelle AREVA a une fois encore sous-traité la conception, la fabrication et l’assemblage d’un équipement important pour la sureté. On comprend mieux l’agacement que peine à cacher l’ASN face à un chantier EPR qui décidément n’offre pas toutes les garanties que l’on est en droit d’attendre25. Sans parler bien évidemment de ce qui se passe à Taïshan puisque nous ne disposons que de bien peu d’information sur ce chantier26

Mont-Saint-Aignan le 08 mai 2014

Guillaume Blavette

Alain Corréa

Sylvie Sauvage

1 « Il faut construire 35 réacteurs nucléaires d’ici 2050 », selon Bernard Bigot, du CEA http://www.industrie-techno.com/il-faut-construire-35-reacteurs-nucleaires-d-ici-2050-selon-bernard-bigot-du-cea.29431

2 En un mois et quatre jours, ils vont creuser un tunnel de 150 mètres et couler une dalle de béton sous le réacteur. 

http://www.gazettenucleaire.org/~resosol/InfoNuc/Chernobyl/bataille-Tchernobyl.html

3 La fusion d’un réacteur, le scénario catastrophe

http://www.slate.fr/story/35497/reacteur-fukushima-fusion-nucleaire-syndrome

http://www.dissident-media.org/infonucleaire/tmi_25.html

4 Récupérateur de Corium : Un nouveau dispositif pour limiter les conséquences d’un accident grave

http://www.irsn.fr/FR/connaissances/Installations_nucleaires/Les-centrales-nucleaires/reacteur-epr/Pages/5-EPR_recuperateur_corium.aspx?dId=ab576068-5e1f-4b23-b1ad-403ee910ba20&dwId=35082368-ce6c-4359-a31a-ac9452553489

5Bernard Laponche,L’énigme du corium mouillé

http://blogs.mediapart.fr/blog/bernard-laponche/220513/l-enigme-du-corium-mouille

6 Décision n° 2008-DC-0114 du 26 septembre 2008 de l’ASN

http://www.asn.fr/Reglementer/Bulletin-officiel-de-l-ASN/Decisions-de-l-ASN/Decision-n-2008-DC-0114-du-26-septembre-2008-de-l-ASN

7 Bruno Tarride, Physique, fonctionnement et sûreté des REP: Maîtrise des situations accidentelles du système réacteur, 2013, EDP sciences

http://www.edition-sciences.com/physique-fonctionnement-et-surete-rep-maitrise-situations-accidentelles-systeme-reacteur.htm

8A Tchernobyl, l’eau et le corium ne faisaient pas bon ménage. Et à Fukushima, ils le feraient ?

http://gen4.typepad.fr/blog/2011/09/a-tchernobyl-leau-et-le-corium-ne-faisaient-pas-bon-m%C3%A9nage-et-%C3%A0-fukushima-.html

9 Nucléaire : qu’appelle-t-on le corium ?

http://www.connaissancedesenergies.org/accidents-nucleaires-qu-appelle-t-on-le-corium-140106

10 Problématique « Risques »

http://cpdp.debatpublic.fr/cpdp-epr/docs/pdf/cahiers/problematique-risques.pdf

11 Projet Flamanville 3 Construction d’une centrale électronucléaire “tête de série EPR” ur le site de Flamanville, p 63

http://cpdp.debatpublic.fr/cpdp-epr/docs/pdf/dossier_mo/dossier_mo_interactif.pdf

12 DÉBAT PUBLIC SUR LE PROJET PENLY 3, Construction d’une unité de production électronucléaire sur le site de Penly (Seine-Maritime)

http://www.debatpublic-penly3.org/DOCS/DOSSIER_MO/DOSSIER_MO_COMPLET.PDF

13 Verbatim de la séance du débat public du 07 avril 2010, p 15-16

http://www.debatpublic-penly3.org/ACTUALITE/CALENDRIER_VIEW0B30.HTM?id=2

14 cette vidéo expose clairement les choix techniques d’EDF et la réalisation du récupérateur de corium à Flamanville

http://webtv.edf.com/le-recuperateur-de-corium-une-amelioration-a-la-surete-de-conception-de-loepr-de-flamanville-video-6198.html

15 Les bétons lourds

http://www.infociments.fr/betons/types/autres-betons/beton-lourd#.U2t-j_l_t7E

16 Les bétons réfractaires

http://www.prosiref.com/betons-refractaires-denses–7.html

17 Verbatim de la séance du débat public du 29 mars 2010, p 32.

http://www.debatpublic-penly3.org/DOCS/20100329/VERBATIM_20100329.PDF 

18 http://www.debatpublic-penly3.org/INFORMER/DOSSIER_MAITRE_OUVRAGE.HTM

19 Drivers and approach for the design of the EPR™ reactor, IAEA Vienna – June 27, 2013

http://www.iaea.org/NuclearPower/Downloadable/Meetings/2013/2013-06-24-06-28-TM-NPTD/16-areva-driversandapproach.pdf

20 Rapport préliminaire de sureté Flamanville 3, index général

http://www.edf.com/html/epr/rps/somgen.pdf

21 Rapport préliminaire de sureté Flamanville 3, chap 6, p 647-649

http://www.edf.com/html/epr/rps/chap06/chap06-1.pdf

22 http://www.siempelkamp.com/index.php?id=1971&L=2

23 présentation de l’entreprise Siempelkamp

http://www.siempelkamp.com/index.php?id=1958&L=2

24 SNT service team installs cooling structure of the core catcher in Flamanville

http://www.siempelkamp.com/fileadmin/media/Englisch/Nukleartechnik/produkte/Core_catcher_structure_FA3_BU_01_2012_GB.pdf

25 Rapport sur la sureté et la radioprotection en France 2013 de l’Autorité de sureté nucléaire

http://www.asn.fr/Informer/Publications/Rapports-de-l-ASN/La-surete-nucleaire-et-la-radioprotection-en-France-en-2013