[Avis d'expert] Prolongation de la durée de vie des centrales nucléaires : quelle réalité ?

Alors qu’Emmanuel Macron affirmait le 8 décembre que le nucléaire est une énergie sûre, se pose actuellement la question de la prolongation de la durée de vie des réacteurs français au-delà de 40 ans. Dans ce contexte, certaines idées reçues façonnent l’opinion. Qu’en-est-il réellement ? Le décryptage de Kako Naït Ali, docteure en chimie des matériaux et ingénieure matériaux de génie civil, au sein d'une entreprise spécialisée dans l'énergie.

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[Avis d'expert] Prolongation de la durée de vie des centrales nucléaires : quelle réalité ?
Kako Naït Ali, docteure en chimie des matériaux et ingénieure matériaux de génie civil, travaille au sein d'une entreprise spécialisée dans l'énergie.

En France, les réacteurs peuvent fonctionner sans durée d’exploitation réglementaire

Les opposants au nucléaire évoquent l’entrée des réacteurs dans une phase de vieillissement non prévue et inconnue pour l’exploitant EDF. C’est méconnaître la réalité technique et les enjeux actuels concernant la prolongation de la durée de vie des réacteurs nucléaires au-delà de ce jalon des 40 ans.

Le vieillissement est un processus qui résulte de l’évolution d’un matériau, matériel ou ouvrage dans le temps en fonction des sollicitations multiples qu’il subit. La durée de vie, elle, est associée à l’atteinte d’une limite de fonctionnement. Pour un réacteur nucléaire, cela correspond à l’impossibilité de remplacer un élément essentiel de l’installation ou bien à un risque de sûreté majeur identifié.

La durée de vie de 40 ans, si souvent évoquée, n’est pas une limitation technologique, mais une durée de licence des réacteurs aux USA, pays d’origine des réacteurs nucléaires à eau pressurisée français. Cette durée, renouvelable, a été fixée pour des raisons économiques et antitrust selon la Nuclear Regulatory Commission (NRC). Certains éléments peuvent avoir été conçus pour cette durée de service, mais ce n’est pas une règle de conception.

En France, l’Autorité de Sûreté Nucléaire (ASN) délivre des autorisations de fonctionnement pour des périodes de dix ans, renouvelables après réévaluation du niveau de sûreté, en considérant des objectifs plus contraignants liés à l’évolution des connaissances et du référentiel international. Ainsi, les réacteurs nucléaires français sont autorisés à fonctionner sans durée d’exploitation réglementaire.

Un réacteur nucléaire est constitué de bâtiments et d’équipements concourant à la production d’énergie. Chaque élément est dimensionné en fonction de son environnement, des sollicitations normales et accidentelles qu’il pourrait rencontrer et de son importance pour la sûreté. Aborder la question du vieillissement d’un réacteur nucléaire c’est considérer plusieurs éléments : la conception et le suivi en exploitation.

L’étape de conception permet de dimensionner les ouvrages et les équipements, en prenant en compte des conditions extrêmes de fonctionnement. Selon l’importance de l’élément, le dimensionnement est réalisé avec un certain conservatisme conformément aux règles de conception. Cela matérialise la marge de sécurité qui intègre les sources d’incertitudes et l’état des connaissances au moment de la conception.

Un processus encadré et réglementé

L’évolution des sciences et techniques permet de déterminer l’étendue de ces marges de sûreté disponibles de façon plus fine qu’à la conception, en fonction des modes de fonctionnement réels, qui ont évolué depuis les années 1970-80. Ainsi, prolonger leur durée de vie signifie réévaluer la conformité réglementaire des réacteurs sur la base de critères techniques et d’exigences de sûreté contemporains.

D’autre part, les équipements et systèmes importants pour la sûreté sont redondants et remplaçables. Ils ne constituent donc pas un critère de fin de vie de la centrale. Deux éléments sont considérés aujourd’hui comme non remplaçables : l’enceinte de confinement et la cuve du réacteur, respectivement 3e et 2e barrière de confinement. Le vieillissement de ces deux éléments majeurs d’un réacteur nucléaire fait l’objet d’une surveillance particulière de l’exploitant et de l’ASN.

L’ancienneté ne détermine pas le niveau de sûreté d’un réacteur

La surveillance continue, les contrôles périodiques et les travaux de maintenance réalisés permettent de réduire et d’anticiper le vieillissement des ouvrages et équipements. C’est ce qui constitue la maintenance préventive et qui contribue à l’extension de la durée de vie du réacteur d’un point de vue technique.

La visite décennale est une étape incontournable permettant de contrôler l’état du réacteur par la réalisation d’essais spécifiques, mais également d’effectuer un réexamen périodique de sûreté. Les exigences de sûreté évoluent avec le temps et le retour d’expérience international. Les réacteurs nucléaires doivent donc se conformer aux nouvelles règles et exigences de sûreté, dans le cadre de la démonstration de sûreté de l’exploitant. C’est ce qui conditionne, au cas par cas, la poursuite de l’exploitation des réacteurs nucléaires français.

Nous avons un recul sur le vieillissement des matériaux et équipements dans les conditions d’exposition d’un réacteur nucléaire, sur la base de 40 ans d’exploitation du Parc nucléaire français et de suivi in-situ du comportement des matériaux (ex : éprouvettes témoins, prévus dès la construction pour le suivi du comportement de l’acier de la cuve du réacteur). La question du vieillissement des réacteurs nucléaires est donc une question éminemment technique, permettant d’affirmer aujourd’hui que l’ancienneté ne détermine pas le niveau de sûreté d’un réacteur.

Mais sur la question de la prolongation de l’exploitation des réacteurs nucléaires, d’autres aspects sont à considérer : la rentabilité économique et les considérations politiques. L’exemple le plus frappant étant celui de la centrale de Fessenheim, dont la performance est satisfaisante en matière de sûreté selon l’ASN, mais arrêtée au bout de 42 années d’exploitation sur décision politique.

Kako Naït Ali est docteure en chimie des matériaux et ingénieure matériaux de génie civil. Elle travaille actuellement dans une entreprise spécialisée dans l'énergie.

Les avis d'experts sont publiés sous l'entière responsabilité de leurs auteurs et n'engagent en rien la rédaction de L'Usine Nouvelle.

9 Commentaires

[Avis d'expert] Prolongation de la durée de vie des centrales nucléaires : quelle réalité ?

Dady
03/01/2021 19h:13

Vous ecrivez :"Certains éléments peuvent avoir été conçus pour cette durée de service, mais ce n’est pas une règle de conception".En tant qu'ancien ingénieur projet chez Framatome dans les années 80, j'ai le regret de vous informer que c'est faux. Les reacteurs à eau préssurisée français ont été conçus suivant un cahier des charges technique intitulé "Règles de Conception et de Construction" (RCC..) Le RCCP (Procédé) prévoie bien une durée de conception de 40 ans pour ce qui concerne les 3 boucles900MW et les 4 boucles 1300MW.Demandez à EDF de déterrer ces documents .La NRC n'a rien à voir la dedans (!!!). Cela ne signifie d'ailleurs pas que la durée de vie ne puisse pas être prolongée....

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Mario P
04/01/2021 21h:48

Bonjour, les codes de conceptions ne sont pas élaborés uniquement par EDF. selon le site de l'ASN : "Dans le domaine particulier de la sûreté nucléaire, les codes industriels sont rédigés par l’Association française pour les règles de conception, de construction et de surveillance en exploitation des matériels des chaudières électronucléaires (AFCEN), dont EDF et Areva sont membres" Dans le site de l'AFCEN on ne retrouve pas le RCC-P (uniquement le RCC-C, RCC-E, RCC-F, RCC-cw, RCC-MRx et RSE-M).

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Styrnikov
05/01/2021 19h:44

Il me semble que l'exemple que vous donnez est bien couvert par ce qu'affirme l'article : certains composants ont été conçus pour tenir au moins 40 ans, mais ce n'est pas une règle générale de conception. Pour montrer que l'article est faux il vous faudrait montrer que Tous les composants ont intégré une durée de vie de 40 ans. Il est clair que ce n'est pas la cas pour le génie civil par exemple.

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Dejardin Alain
04/01/2021 10h:37

Ancien exploitant de centrale nucléaire, 30 ans, 15 ans de conduite, 15 ans d'ingénierie, 4 tranches nucléaires démarrées dont Paluel 1 et 4 et Chooz 1 et 2. En retraite depuis 2008. J'ai participé à "l'aventure" fatigue thermique des matériaux, (rupture te RRa sur Civaux), contraintes d'exploitation sur RCV, RRA, manchettes ASG sur les Gv 1300. Des événements inattendus! J'ajoute les défauts de fabrication des couvercles cuve, fonds et viroles GV, des segregations carbone anormales et des RFF falsifiés par Framatome. A la vue de ces événements affectant le vieillissement des matériaux, peut-on toujours avoir le même niveau de confiance en la sûreté nucléaire ?

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Maxime
04/01/2021 22h:48

Pour répondre à votre question, oui réponse claire : OUI ! Le programme de maintenance a été adapté et depuis maintenant 3 ans une campagne de remplacement des matériels et matériaux "usés" a été engagée. Je suis responsable de contrôler le niveau de sûreté de réacteurs vieux de 40 ans et je peux affirmer que leur niveau de sûreté augmente d'année en année et le programme de la quatrième visite décennale va encore ajouter des lignes de défense.

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nikolasgauthier@gmail.com
06/01/2021 05h:28

Si on le maintien c'est deja bien

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Verdarie
04/01/2021 16h:28

En plus de savoir s'il est possible sans risque de prolonger la durée de vie des centrales nucléaires il convient de se poser la question concernant le changement climatique : Que ferions nous si le réchauffement venait à nous priver des moyens de refroidissement des centrales, ou réduisait ses moyens de pilotage associées aux barrages hydrauliques ? On voit bien que dans tous les cas nous avons intérêt à développer d'autres moyens, comme l'éolien marin, le photovoltaïque avec stockage renouvelable qui seuls peuvent apporter des solutions de remplacement, tout en étant économiques. Puisque pouvant produire pendant des années sans contrainte d'approvisionnement et sans produire ,ni chaleur ,ni déchet, ni fumée, ni poussière et sans gaz ou vapeur d'eau. Noter en plus que si les coûts d'approvisionnement sont comme on l'entend parfois de près de 3 milliards/an ,en quelques dizaines d'années nous pourrions ne plus dépendre ni du pétrole , ni de l'uranium pour produite tous nos besoins .

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Magique
05/01/2021 16h:47

On croirait que cela est magique. Mais les panneaux solaires, comme les alternateurs des éoliennes, sont fabriqués quelque part et avec des matériaux. Ils ne sont pas non plus éternels, ni sans impact sur leur environnement en phase d'exploitation, qu'il s'agisse de l'albedo d'une centrale PV ou de l'avifaune à proximité des éoliennes, ils consomment notoirement plus d'espace que le nucléaire. Savez vous qu'en couvrant la zone d'exclusion de Fukushima avec des panneaux solaires le productible serait un peu inférieur à celui de la centrale lorsqu'elle produisait. Dans un cas cette consommation d'espace est indispensable et certaine, dans l'autre elle est accidentelle et statistique. Le mythe des ENR qui rendent autonome doit être interrogé avec rigueur.

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Studer
05/01/2021 18h:27

Le réchauffement du climat est un processus lent et les dispositifs de refroidissement sont adaptés à l'évolution du climat, il n'y a donc aucun risque à long terme. Les limites de fonctionnement (et non de sûreté) d'un réacteur sont parfois dues à la température maximale réglementairement définie pour le fleuve qui refroidit la vapeur. Très exceptionnellement, (pointe de canicule) cette limite maximale (autour de 28°) peut être atteinte, même quand le réacteur est à l'arrêt (!) ; et si ce n'est pas le cas, il s'arrête transitoirement de produire de la vapeur et de l'électricité. Si cette situation devait devenir récurrente, il suffirait de rajouter une tour réfrigérante pour que l'air remplace l'eau de refroidissement. L'éolien et le photovoltaïque sont affectés de la même manière par la température ; le silicium des panneaux PV baisse en rendement avec la température. Mais surtout, leur intermittence (fluctuations aléatoires liées à la météo) les rend impropre à la consommation.

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