Acier forgé à faible résilience dans le cuve de l'EPR de Flamanville

Dans un communiqué du 07 avril 2015, l'ASN (Autorité de Sûreté Nucléaire) précise qu'AREVA l'a informé d’une anomalie de la composition de l’acier forgé dans certaines zones du couvercle et du fond de la cuve du réacteur de l’EPR de Flamanville. Les pièces forgées, de très grande taille, fabriquées par Creusot Forge, présentent apparemment localement une hétérogénéité en carbone (C 0.30 % contre 0.22 % visé) qui induit dans cette zone un abaissement de la résistance à la propagation de fissures (résilience mesurée de 52 J contre 60 J attendue).

Ductilité et ténacité spécifiés dans la réglementation
La réglementation relative aux équipements sous pression nucléaires impose au fabricant de maîtriser les risques d’hétérogénéité des matériaux utilisés pour fabriquer les composants les plus importants pour la sûreté. Pour répondre à cette exigence technique, AREVA a mené des essais chimiques et mécaniques sur un couvercle de cuve similaire à celui du réacteur EPR de Flamanville.

Les exigences de tenue mécaniques des matériaux utilisés dans les cuves spécifient des valeurs de ductilité et de ténacité minimums.

• La ductilité est la faculté d'un matériau de se déformer sans se rompre (mesuré par un essai de traction sur éprouvette prélevée et caractérisée par l'allongement et la limite élastique Rp0.2)
• La ténacité est la faculté d'un matériau de résister à la propagation de fissures sous contraintes mécaniques (mesuré par essai de flexion par choc sur éprouvette prélevée et caractérisé par la résilience)

Faible résilience dans une zone à forte concentration en carbone
Les résultats de ces essais ont montré, fin 2014, la présence d’une zone présentant une concentration importante en carbone (0.30 % contre 0.22 % visé) et conduisant à des valeurs de résilience mécanique plus faibles qu’attendues (52 J en moyenne contre 60 J mini dans la réglementation). Des premières mesures ont confirmé la présence de cette anomalie dans le couvercle et le fond de la cuve de l’EPR de Flamanville. AREVA a proposé à l’ASN de réaliser à partir d’avril 2015 une nouvelle campagne d’essais approfondie sur un couvercle représentatif pour connaître précisément la localisation de la zone concernée ainsi que ses propriétés mécaniques.

Influence du carbone sur la résilience
Il est bien connu, en effet, pour les aciers moulés et forgés que si une augmentattion de la teneur en carbone augmente la résistance à la traction et la dureté, elle abaisse par contre la résilience de l'acier et apparait, de ce point de vue, défavorable.

Importance de la cuve de l'EPR
La cuve d’un réacteur à eau sous pression est un équipement particulièrement important pour la sûreté. Elle contient le combustible et participe à la seconde barrière de confinement de la radioactivité. Le couvercle et le fond de la cuve de l’EPR de Flamanville sont des pièces forgées de forme partiellement sphérique et réalisées en acier.

L'impact d'une plus faible résilience
Ce qui est redouté, c’est que pendant le fonctionnement même du réacteur, l’acier de cette cuve, en permanence soumis à de très fortes irradiations - ce qui peut le fragiliser - mais aussi à des chocs thermiques (notamment avec l’injection d’eau froide sous pression dans ce que l’on appelle le circuit primaire du réacteur, précisément destiné à refroidir le combustible nucléaire et emporter la chaleur vers le circuit d’eau dit secondaire) ne se développent des fissures, à partir des zones plus fragiles (à plus faible résilience).

Source : www.asn.fr

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[Jerome]

Merci pour ces détails