Problèmes de matériaux et de corrosion du circuit de refroidissement primaire des réacteurs à eau bouillante

Actuellement, environ 450 réacteurs nucléaires civils en exploitation commerciale sont en service dans le monde, principalement des réacteurs de génération II qui ont été construits après les premiers prototypes de réacteurs de puissance des années 1960 jusqu’à la fin des années 1990, et environ 80 % d’entre eux sont des réacteurs à eau légère (REL) qui utilisent l’eau comme réfrigérant et modérateur. Environ 75 % des réacteurs dont 25 % du parc à eau légère (REL) dans le monde sont respectivement des réacteurs à eau pressurisée (soit, par exemple, les REP de l’ensemble des réacteurs français) et des réacteurs à eau bouillante (REB). Les REL apportent une contribution modeste mais importante à une alimentation électrique fiable avec peu d’émissions de CO₂. L’âge moyen de la flotte actuelle des REL est élevé, environ 60 % ont plus de 30 ans et environ 20 % plus de 40 ans, ce qui correspond à la conception originale type ou à la durée de vie initiale autorisée pour ces réacteurs. La durée de vie initiale était alors motivée par une loi/réglementation plutôt qu’elle ne l’était pour des justifications techniques, et de nombreux réacteurs ont reçu des prolongations de durée de vie (aujourd’hui on parle plutôt de durée d’exploitation mais on conservera la terminologie de durée de vie dans cet article) et des renouvellements de licence d’exploitation jusqu’à 60 ans. Fin 2019, le premier réacteur américain a fait l’objet d’un second renouvellement de permis avec une prolongation de sa durée de vie à 80 ans.

En raison de leur âge élevé, les phénomènes de vieillissement et de dégradation des matériaux induits par le fonctionnement, telles que la fissuration par corrosion sous contrainte (SCC), la corrosion accélérée par l’écoulement (FAC), la fatigue ou la fragilisation par irradiation, sont des préoccupations importantes pour une exploitation sûre des REL sur le long terme. Les dommages (par exemple, la formation de fissures) ont un impact direct sur la disponibilité et l’équilibre économique de la centrale. On relève par exemple des périodes d’immobilisation (1 jour d’immobilisation entraîne des coûts et des pertes pouvant atteindre environ 1 million d’euros) et des inspections périodiques en service accrues, des réparations et des remplacements de composants. Ces dommages peuvent également affecter la sécurité de la centrale, la durée de vie ou les prolongations de durée de vie. Toutes les centrales ont ainsi mis en œuvre des programmes appropriés de gestion du vieillissement et de la durée de vie au cours des dernières décennies pour assurer un fonctionnement sûr et économique à long terme de leurs installations. Ainsi, d’énormes efforts de recherche ont été réalisés pour comprendre le mécanisme du vieillissement et développer des actions visant à prévoir, évaluer et atténuer son impact potentiel. Grâce à d’importants...