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RÉSUMÉ
La notion de durée de vie d’une centrale nucléaire de production d’électricité recouvre des réalités fort différentes et des aspects très variés : durée de vie technique (mécanismes de vieillissement physique des installations), économique (coûts de production), réglementaire (autorisation)… On peut même compléter cette liste en évoquant une durée de vie socio-politique, qui s’achève lorsque les citoyens et leurs représentants n’acceptent plus cette forme de production. Toutes ces problématiques et menaces existent, elles doivent être anticipées, suivies, évaluées, gérées, elles nécessitent donc l’implication de compétences multiples : recherche et développement, exploitant, ingénierie, maîtrise d’ouvrage.
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Jean-Pierre HUTIN : Directeur des Programmes EDF Recherche et Développement
INTRODUCTION
Aucun obstacle rédhibitoire ne s’oppose à envisager une exploitation des centrales nucléaires actuelles pendant 40 ans et même plus. En revanche, des menaces existent et nécessitent, pour y faire face, la mobilisation de nombreuses compétences.
La gestion optimisée du capital qu’est le potentiel de durée de vie d’une tranche, est l’affaire de tous, depuis l’exploitant qui doit avoir en permanence la préoccupation « durée de vie » présente à l’esprit (comme il a aussi les préoccupations sûreté ou compétitivité) jusqu’à la recherche et développement qui doit aider à identifier et à résoudre les problèmes avant même qu’ils n’arrivent et explorer des pistes nouvelles d’amélioration des performances, en passant par l’ingénierie qui doit maîtriser l’évolution des règles et des exigences et offrir sa compétence de maître d’ouvrage pour réaliser les grandes opérations de maintien du patrimoine.
Les facteurs influençant la gestion de la durée de vie sont de natures très variées. Beaucoup – et parmi les plus « lourds » – ne relèvent pas du monde traditionnel de la « technique ». Ils peuvent cependant être gérés au travers de démarches explicites et robustes, intégrant tous les acteurs.
Cela dit, la maîtrise de la durée de vie commence quand même par la maîtrise des problématiques techniques et en particulier du vieillissement physique des installations. Cette maîtrise passe nécessairement par des capacités de prévision et d’anticipation qui, elles-mêmes, se fondent sur une compréhension des phénomènes en jeu.
Enfin, n’oublions pas que c’est une exploitation sûre, propre, performante et compétitive au quotidien, qui peut le mieux garantir une longue vie pour une centrale nucléaire.
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- Version courante de juil. 2017 par Jean-Pierre HUTIN
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2. Mécanismes de vieillissement
On désigne par « vieillissement » l’ensemble des mécanismes liés au temps qui tendent à faire perdre aux matériels leurs caractéristiques initiales. De ce point de vue, le vieillissement n’est pas en soi quelque chose d’évitable. On peut néanmoins prendre des mesures pour suivre ses effets, les limiter, les retarder ou les remplacer par d’autres moins indésirables.
Cependant, tout matériel possède par conception des marges vis-à-vis de la défaillance ou de la perte de fonction. Autrement dit, tout vieillissement ne se traduit pas automatiquement et inéluctablement par une défaillance, compte tenu de la mise à profit des marges pour surveiller les matériels et anticiper leurs défauts majeurs.
Le vieillissement sera d’autant mieux maîtrisé que l’on connaît bien ses mécanismes. Ces derniers peuvent être, du point de vue de l’ingénieur, classés en deux grandes catégories :
-
évolution des propriétés des matériaux (perte de caractéristiques physiques, mécaniques, électriques, etc.) ;
-
dégradation des structures (fatigue, corrosion, usure, etc.).
Cette classification est surtout pratique car elle distingue les mécanismes dont les effets sont macroscopiquement observables (fissures, pertes de matière) et les mécanismes dont les effets sont « invisibles » sans mesures spécifiques (mesure de dureté, de résistivité, etc.). La réalité scientifique n’est évidemment pas aussi binaire. Ainsi, pour la fatigue, l’apparition d’une fissure visible est précédée d’une phase de modifications internes du matériau (perturbation du champs des dislocations, par exemple) se traduisant par une évolution très localisée de ses caractéristiques physiques.
Un certain nombre de mécanismes particulièrement importants ont été identifiés et sont décrits dans ce paragraphe ; on insiste sur leur description physique ou physico-chimique et sur les paramètres qui les pilotent . Tous ces mécanismes ont un impact sur les matériels réputés sensibles ; mais seuls certains d’entre eux pourraient être rédhibitoires...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - HUTIN (J.-P.) - Integration of Plant Life Management in Operation and Maintenance - . Proceedings of IAEA Symposium on Nuclear Power Plant Life Management, Budapest (novembre 2002).
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(2) - Methodology for the Ageing Management of Nuclear Power Plant Components Important to Safety - . Technical Report Series no 338 International Atomic Energy Agency, Vienna (1992).
-
(3) - Implementation and Review of Nuclear Power Plant Ageing Management Programme - . Safety Report Series no 15, International Atomic Energy Agency, Vienna (1999).
-
(4) - Matériaux du Nucléaire - . Académie des Sciences, RST no 5, juillet 2000, Ed. TEC&DOC.
-
(5) - MOINEREAU (D.), BEZDIKIAN (G.), al - French Reactor Pressure Vessel PTS Assessment - . Proceedings of IAEA Symposium on Nuclear Power Plant Life Management, Budapest (nov. 2002).
-
(6) - TSUKADA (T.), al - Research...
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