Premier fonctionnement en puissance du réacteur Cabri depuis 2003
Le dernier trimestre 2016 a été marqué par les premiers essais de fonctionnement en puissance de l'installation Cabri depuis plus d'une décennie. Une longue campagne d'essais de transitoires de puissance (essais Start-Up), démarrée avec succès au mois de janvier 2017, va permettre de caractériser le domaine de fonctionnement complet de l'installation. Ces tests de redémarrage permettront de vérifier que ce réacteur expérimental du CEA est apte à réaliser le premier essai du programme international CIP (CABRI International Program) de l'IRSN.
Ces premiers essais de fonctionnement en puissance ont permis de qualifier l'instrumentation de l'installation Cabri grâce à l'atteinte de plusieurs plateaux de puissance de 5 à 23 MW et de calibrer les chambres neutroniques qui servent à mesurer en ligne la puissance du réacteur. Ils constituent en grande partie l'ultime phase de requalification de l'installation Cabri, complémentaires aux essais de qualification de la nouvelle Boucle à eau pressurisée (BEP) du réacteur, dans ses conditions nominales (280 C° ; 155 bars). L'analyse de ces essais est d'ailleurs requise pour obtenir l'autorisation de réaliser le programme CIP.
Ce fonctionnement en puissance fait suite à la première divergence du réacteur Cabri, le 20 octobre 2015, dans sa nouvelle configuration après rénovation. Des essais à basse puissance (< 100 kW) ont, d'octobre 2015 à juin 2016, permis la caractérisation neutronique du cœur du réacteur. De 2003 à 2015, le réacteur Cabri avait bénéficié d'une importante phase de rénovation afin de répondre, d'une part aux besoins du programme CIP, d'autre part aux normes de sûreté actuelles (séisme, incendie, transport…) : renforcement sismique des bâtiments et des équipements, remise à niveau vis à vis de la maitrise du risque incendie (dispositions de limitation de propagation d'un incendie…), rénovation de plusieurs circuits dont celui de refroidissement du cœur du réacteur, remplacement de la ventilation nucléaire et du contrôle/commande de l'installation et surtout, remplacement de la boucle d'essai au sodium par la nouvelle BEP qui permet de reproduire fidèlement les conditions de pression (155 bar) et de température (280 °C) qui règnent dans un réacteur à eau sous pression (REP).
À l'origine, le réacteur Cabri était destiné à des essais pour l'étude des accidents de réactivité [1] pris en compte dans la démonstration de sûreté de certains réacteurs de recherche. Il a divergé pour la toute première fois en 1964. En 1977-78 le réacteur a été reconverti : le cœur a été changé et l'installation a été équipée d'une boucle reproduisant les conditions d'exploitation des réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium. Ainsi, de 1978 à 2001, des essais de sûreté relatifs aux réacteurs à neutrons rapides Phénix et Superphénix ont été menés puis des études en boucle à sodium des accidents de réactivité dans les REP (Programme REP-Na de 1993 à 2000). En 2000, à la suite de l'évolution des conditions d'utilisation des combustibles en réacteur et afin de compléter le programme REP-Na précédemment mené, l'IRSN a lancé le programme CIP, sous l'égide de l'OCDE. Composé d'essais dans l'installation Cabri, il vise à étudier le comportement des crayons de combustible des REP lors d'un accident de réactivité dans des conditions environnant les crayons combustibles identiques à celles du réacteur. Le programme comprend au total 12 essais, dont 2 ont déjà été réalisés en 2002 en boucle à sodium. Ces essais serviront à compléter l'étude de la phénoménologie complète du RIA, notamment en phase avancée pour laquelle la nature du fluide (eau ou sodium) conditionne les phénomènes physiques qui surviennent, en particulier la quantité de chaleur extraite du crayon combustible par le liquide de refroidissement. Ils permettront également d'affiner les simulations qui contribuent aux évaluations de sûreté.
Notes :
- Les accidents d'injection de réactivité, plus simplement appelé accident de réactivité ou encore RIA (Reactivity Initiated Accident) sont généralement pris en compte à la conception des réacteurs. Pour les REP, ils résultent de la défaillance d'un mécanisme pilotant une grappe de commande, qui contribue à la régulation de la réaction nucléaire. Les accidents de réactivité se traduisent par une rapide et violente génération d'énergie au sein du combustible.