Repères - N°36 / Janvier 2018 - Le magazine de l’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire - 6

Mise en eau des assemblages de
Légendexxxxxxxx
combustible
neufs à la centrale nucléaire
xxxxxxxxxxxx
de
Saint-Alban (Haute-Garonne).

Combustibles des réacteurs

Nouvelles règles contre
les ruptures et les déformations
les crayons et les assemblages de combustible des réacteurs du parc nucléaire français évoluent
pour mieux maîtriser les risques de corrosion ou de déformation en exploitation. l'expertise de
l'irsN a contribué à faire modifier les règles de sûreté appliquées par eDF.

u cœur des réacteurs nucléaires,
les crayons de combustible représentent un enjeu majeur pour la sûreté. Au cours des dix dernières années, experts et exploitants ont étudié les risques de
corrosion des gaines et de déformation des
assemblages. Par ailleurs, des essais expérimentaux sont menés pour approfondir les
connaissances et de nouvelles règles de sûreté sont définies pour les réacteurs français.
Les gaines des crayons de combustible constituent la première barrière de confinement
qui sépare la matière radioactive de l'environnement. Depuis fin 2016, le Zircaloy-4,
alliage historique de ces gaines, n'est plus
utilisé pour les combustibles neufs. Cela représente l'aboutissement de longs échanges
entre l'exploitant EDF, l'IRSN et l'Autorité de
sûreté nucléaire (ASN).
Dès 1988, l'industriel étudie le remplacement du Zircaloy-4. En cause : la corrosion
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du zirconium - constituant principal du
Zircaloy-4 - par l'eau du circuit primaire
à 300 °C. La réaction fragilise le matériau
qui, en cas d'accident, risque de se rompre
(voir infographie). « Ce phénomène est
connu dès l'origine. À partir de 1988, les problèmes se posent avec plus d'acuité car EDF
souhaite allonger les cycles d'exploitation des
cœurs et augmenter les taux de combustion
atteints. Nous craignions une corrosion accrue des gaines », explique Olivier Dubois,
expert en maîtrise des incidents et accidents à l'IRSN.
Le problème devait être résolu par le remplacement, sur l'ensemble du parc, du Zircaloy-4 par l'alliage M51, plus résistant à la
corrosion. « En 2001, des percements sont
constatés sur les premières gaines en M5 »,
indique Aude Taisne, experte en combustibles. La généralisation du nouvel alliage
est suspendue. « Nous engageons alors une

expertise avec l'ASN. » Des investigations
sont menées dans les usines de fabrication
de combustible d'Areva. Les conclusions
pointent des dysfonctionnements relatifs
au soudage des gaines et à l'insertion des
crayons dans les grilles de maintien. Des
actions correctives sont mises en place par
le fabricant. Les conditions de propreté lors
du soudage sont améliorées, tout comme
la lubrification des crayons avant leur insertion dans le squelette d'assemblage. En
2014, la généralisation du M5 est autorisée.

L'exploitation des réacteurs
modifiée
Dans l'intervalle, une question se pose :
comment assurer la sûreté des installations
fonctionnant encore majoritairement
avec des gaines en Zircaloy-4 ? Pour y répondre, les experts s'appuient sur des résultats d'expérimentations réalisées avant

Stéphanie Graff, Sandrine Boutin et
Aude Taisne (de g. à dr.) sont expertes en analyse
du comportement du combustible.

faItS et peRSpectIveS

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