Comprendre la démarche d’exclusion de rupture dans la démonstration de sûreté du réacteur EPR de Flamanville
Dans le cadre de la réunion plénière du Haut Comité pour la Transparence et l’Information sur la Sécurité Nucléaire (HCTISN) du 28 juin 2018, Olivier Loiseau, chef du Service d'expertise des équipements et des structures à l’IRSN, a présenté la place de l’exclusion de rupture dans la démonstration de sûreté. L’objectif de cette présentation était d’expliciter les bases nécessaires à la compréhension de cette démarche.
La défense en profondeur est un principe de conception des dispositions de sûreté d’un réacteur nucléaire. Il existe quatre niveaux : le premier consiste à prévenir les incidents, le second à détecter les incidents / empêcher que ceux-ci ne conduisent à un accident, le troisième à maîtriser les accidents, et un quatrième à gérer les situations d’accident n’ayant pu être maîtrisées.
Ainsi, la défense en profondeur repose sur des niveaux successifs indépendants les uns des autres. Chacun de ses niveaux se fonde sur l’hypothèse que le précédent est défaillant.
La démonstration de sûreté est une approche déterministe. Elle ne vise pas à estimer la probabilité de défaillance d’un réacteur, mais elle vise à garantir la sûreté par la mise en place de dispositions de protection. Ainsi, elle postule des défaillances, c’est-à-dire que des « événements initiateurs » sont classés par « catégories » en fonction de leur fréquence estimée. Des exigences à respecter pour chaque catégorie sont fixées, les conséquences sont évaluées, et des moyens sont définis pour limiter ces conséquences. Ainsi, le troisième niveau de défense en profondeur part de l’hypothèse que malgré les précautions prises, un événement initie un accident.
Historiquement, l’exclusion de rupture est une démarche mise en place pour la défaillance des gros équipements primaires. La volonté d’étendre cette démarche à des tuyauteries est récente. La démarche de conception consiste à supposer des brèches guillotines doublement débattues (2A), qui servent à dimensionner l’enceinte, l’injection de sécurité, à définir les conditions de qualification des matériels et des efforts au niveau des supportages des composants. Il existe d’autres brèches plus limitées.
Il est reconnu que la brèche 2A constitue l’événement initiateur unique qui enveloppe d’autres événements moins contraignants. Le choix avait été fait en France de mettre en place des dispositifs anti-débattement, alors qu’en Allemagne l’exclusion de rupture avait été choisie, et aux Etats-Unis la fuite avant rupture avait été choisie. L’exclusion de rupture ou la fuite avant rupture permettent la suppression des dispositifs anti-débattement.
L’étude de sûreté relative aux circuits secondaires consiste à postuler une brèche sur une des lignes vapeurs des tronçons protégés. En cas de brèche sur une ligne vapeur, elle est isolée pour que les autres maintiennent le refroidissement du cœur du réacteur. Néanmoins, les études d’accident conduisent à tenir compte d’une hypothèse où deux vannes d’isolement vapeur sont inefficaces, de façon concomitante mais pour des raisons indépendantes. Avec cette hypothèse, l’isolement d’une brèche n’est pas réalisable.
Le concept de tronçon protégé a ainsi été choisi pour les réacteurs à eau sous pression, et ceux du parc actuel d’EDF en particulier ; la partie tuyauterie où l’isolement d’une brèche n’est pas réalisable compte tenu de l’hypothèse ci-dessus, est surdimensionnée pour accroître sa robustesse et écarter le risque de survenue d’une brèche. Sur l’EPR de Flamanville, ce concept a été étendu et la longueur de tuyauterie a été augmentée par rapport au parc actuel.
Ainsi, la démarche d’exclusion de rupture est une démarche historique de la conception des réacteurs à eau sous pression, et a d’abord été appliquée aux gros composants du circuit primaire, avant d’être étendue aux tuyauteries primaires puis secondaires.
Entre les réacteurs de générations précédentes et l’EPR de Flamanville, la démarche d’exclusion de rupture a progressé. Pour l’EPR, les tuyauteries primaires sont soumises à l’exclusion de rupture, il s’agit d’un choix de conception.
Par ailleurs, l’exclusion de rupture consiste à reporter les exigences de sécurité sur les deux premiers niveaux de contrôle, il ne s’agit pas de supprimer des contrôles de sécurité.
Télécharger la présentation du 28 juin 2018 : Place de l’exclusion de rupture dans la démonstration de sûreté par Olivier Loiseau, IRSN
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