Réacteur pressurisé européen.html
 
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Le réacteur pressurisé européen (EPR, de l'anglais European Pressurized Reactor, rebaptisé aussi US-EPR pour Evolutionnary Power Reactor aux États-Unis) est un projet de réacteur nucléaire de troisième génération (classification internationale)1, conçu et développé par EDF et Areva NP2 au cours des années 1990 et 2000. Deux chantiers de construction de réacteur de type EPR sont en cours, en Finlande (Olkiluoto) et en France (Centrale nucléaire de Flamanville), mais rencontrent l'un comme l'autre des difficultés (deux ans de retard en Finlande, une suspension partielle des travaux entre mi mai et mi juin 2008 par l'Autorité de sûreté en France). D'autres projets sont à l'étude, en particulier en Chine et aux États-Unis.

Ce réacteur, qui dérive du N4 français de Framatome et du Konvoi allemand de Siemens, a pour objectif d’améliorer la rentabilité économique et la sûreté par rapport à celles des précédents réacteurs à eau pressurisée. Il est destiné aux pays disposant d'un réseau électrique de forte capacité capable de distribuer une puissance électrique de l'ordre de 1 600 mégawatts. Le réacteur EPR est conçu pour utiliser de l’uranium enrichi à 5 % et éventuellement du combustible nucléaire MOX (jusqu'à 100 % selon Areva NP). Selon ses concepteurs, l'EPR est étudié pour fournir 22 % de plus d'électricité qu'un réacteur traditionnel à partir de la même quantité de combustible nucléaire, et pour réduire de 30 % le volume de déchets radioactifs générés3.

Maquette informatique de l'EPR.

Sommaire

modifier Caractéristiques techniques

L'EPR est un réacteur à eau pressurisée (REP). Par rapport aux tranches REP actuellement en service en France, l'EPR est plus complexe ( il dispose de plus de circuits de sûreté) et plus gros (puissance de 1600 MW contre 1450 pour les derniers réacteurs construits en France) . L'EPR est un réacteur à eau sous pression, conçu pour répondre aux normes de sûreté édictées par les autorités de sûreté allemande et française au cours des années 1990. Techniquement, il s'appuie sur les concepts de type N4 (réacteur nucléaire français de 1 450 MW) et Konvoi d'origine allemande.

Caractéristiques principales
Puissance thermique 4 500 MW
Puissance électrique 1 600 à 1 660 MW
Rendement 36 %
Nombre de boucles primaires 4
Nombre d'assemblages
de combustible		 241
Taux de combustion
(du combustible)		 > 60 GW∙j∙/t4
Durée de vie technique 60 ans

Les évolutions par rapport à la filière précédente, demandées par les autorités de sûreté nucléaire (française et allemande) qui l'ont certifié, visent à limiter les risques d'accidents et notamment le risque de fusion du cœur du réacteur qui contient l'uranium enrichi, à réduire les doses de radiations susceptibles d'affecter le personnel, et à diminuer les émissions radioactives dans le milieu environnant. Selon ses concepteurs, la probabilité d'accident serait réduite d'un facteur 10, le niveau d'exposition du personnel aux radiations, d'un facteur 2, et le niveau d'activité des rejets, d'un facteur 10, par rapport aux installations les plus récentes en service.

Sur le plan de la compétitivité, l'accroissement de puissance et un meilleur taux d'utilisation du combustible, de l'oxyde d'uranium enrichi à 5 % d’235U, ou un oxyde mixte uranium-plutonium (MOX), devraient, selon les promoteurs de l'EPR, conduire à une diminution sensible du coût du kWh nucléaire.

La combustion plus complète de l'uranium conduirait aussi à réduire de 15 à 30 % la production de déchets radioactifs à vie longue, « sachant que ces progrès associés à l'augmentation des taux d'irradiation concerneront aussi pour une large partie le parc actuel »5.

Sur le plan technique, l’EPR se distingue notamment par son enceinte de confinement composée de deux parois de béton de 1,3 m d'épaisseur et par un nouveau dispositif appelé « récupérateur de corium » destiné à recueillir la partie du cœur fondu qui traverserait la cuve, en situation de fusion du cœur (accident exceptionnellement grave comme celui qui s'est produit à Tchernobyl) ; autrement, dans cette situation, les matériaux du cœur en fusion pourraient traverser le radier (cf. le syndrome chinois) et contaminer l'environnement.

Le réacteur EPR possède plusieurs protections actives et passives contre les accidents nucléaires :

  • quatre systèmes de refroidissement d'urgence indépendants, chacun étant capable de refroidir le réacteur après son arrêt,
  • un conteneur de fuite radioactive autour du réacteur,
  • une enceinte de confinement en cas de fusion du cœur,
  • des murs faits de deux épaisseurs séparées, totalisant 2,6 m d'épaisseur totale.

modifier Description

modifier Génie civil

modifier Pièces forgées

Étant donné qu'aucun réacteur n'a été construit récemment par les Français, il n'y a pas eu d'investissements d'Areva NP sur sa chaîne de fabrication de cuve autres que ceux nécessaires à la maintenance des réacteurs en exploitation (remplacement des couvercles de cuve par exemple). Areva NP sous-traite la fabrication de la cuve de l'EPR finlandais à une entreprise japonaise (JSW). Areva NP affirme que cette sous-traitance est due aux délais imposés par la Finlande pour la mise en service de l'EPR et aux délais de réalisation d'investissements productifs dans la chaîne de fabrication. En revanche, Areva NP prévoit de fabriquer la cuve de l'EPR français sur ses chaînes de production.

modifier Sûreté de l'EPR

modifier Risque d'explosion de vapeur d'eau

Une étude de l'Association internationale des médecins pour la prévention de la guerre nucléaire (IPPNW) estime en 2003 que le système EPR pourrait occasionner de puissantes explosions de vapeur, à même d'aboutir à la rupture de l'enceinte de confinement6.

L’Institut de protection et de sûreté nucléaire (IPSN) avait identifié un risque possible dans une première analyse en 20007, et, en 2005, le problème a été identifié et résolu selon le Commissariat à l'énergie atomique (CEA)8.

Une telle explosion nécessite cependant une fonte du cœur et la percée de la cuve du réacteur, qui est un des accidents les plus graves pour un réacteur à eau pressurisé (Tchernobyl était de type RBMK ; Réacteur de grande puissance à tubes de force). Un tel évènement ne s'est jamais produit sur l'ensemble de la flotte actuelle de REP (durant l'accident de Three Mile Island, il y a bien eu fonte partielle du cœur, mais la cuve a tenu). Areva, constructeur de l'EPR, affirme avoir mené des études probabilistes montrant que la fréquence de cet évènement est limitée à 10 − 6 / an (un accident de ce type tous les millions d'années de fonctionnement d'EPR)9. Cette fréquence est annoncée comme étant 10 fois moins importante par rapport aux réacteurs actuellement en service.

modifier Risque terroriste

Selon ses concepteurs, l'enceinte de confinement du réacteur EPR a été dimensionnée pour résister aux dégâts provoqués par la chute d'un avion de chasse. Anne Lauvergeon, PDG d'Areva (constructeur de l'EPR), affirma le 10 juillet 2005 que le réacteur EPR est « conçu pour résister à tout, y compris les chutes d’avions »10.

Les capacités réelles de résistance de l'enceinte en béton sont en partie classées secret défense. Selon les autorités, il s'agit d'éviter que des terroristes éventuels puissent dimensionner leur attaque en fonction de sa résistance. Selon les opposants, il s'agit au contraire de cacher à la population une vulnérabilité qui contredit les discours officiels.

Le Réseau Sortir du nucléaire conteste les affirmations d'Areva et estime que l'EPR ne résisterait pas à une chute d'avion de ligne: il a rendu public en 2003 un document confidentiel défense issu d'EDF relatif à la prise en compte du risque de chute d'avion dans la conception de l'EPR11. John Large, un expert britannique indépendant, mandaté par Greenpeace, affirme en mai 2006 que « l'analyse d'EDF semble être technique et solide, mais quand on regarde en détail, elle ne tient pas », et affirme que la quantité de carburant embarquée dans un avion commercial pourrait provoquer une explosion et que les locaux abritant le combustible pourraient ne pas résister au choc causé par la chute de l'appareil 12,13.

Pour EDF, « EPR prend en compte la chute d’un avion commercial et comporte des dispositions pour se prémunir contre les effets et conséquences d’une telle chute » (existence de quatre trains de sauvegarde distincts, d’une coque de protection en béton autour de certains bâtiments, prise en compte pour le dimensionnement des différents effets d’une telle chute d’avion…)14.

La classification secret défense des informations techniques fait l'objet d'une polémique15 ; Stéphane Lhomme, porte-parole du Réseau « Sortir du nucléaire », a été placé en garde-à-vue le 16 mai 2006 par la Direction de surveillance du territoire (DST), sur réquisition de la section antiterroriste du Parquet de Paris, pour possession d'un document classé « secret défense » relatif à la sûreté du réacteur EPR vis-à-vis du risque de chute d'avion, ce qui a suscité diverses protestations16. Le lendemain, pour protester contre cette garde à vue, diverses organisations (Réseau « Sortir du nucléaire », Greenpeace, Les Amis de la Terre, etc.) ont publié sur leur site web une copie du document confidentiel défense17.

modifier Comparaisons

modifier Différences de EPR par rapport aux réacteurs REP antérieurs

L'EPR ayant été conçu au début des années 90, ses promoteurs le présentent comme étant « évolutionnaire » et non point « fortement innovant ». Selon eux, il contient malgré tout un assez grand nombre d'avancées non négligeables qui font progresser la technologie des REP électrogènes à boucles.

modifier Différences au plan sûreté

Un « récupérateur » de corium en matériau réfractaire peut dans le cas hypothétique d'une fusion de cœur ayant conduit au percement de la cuve maintenir celui-ci dans l'enceinte et le réfrigérer.

Les traversées de fond de cuve des PWR Westinghouse et Framatome des générations antérieures qui constituent une faiblesse de celle ci ont été supprimées.

Les systèmes d'injection de sécurité ont été renforcés et l'adoption d'une organisation dites « à 4 fois 50% » présente un niveau de fiabilité qui est présenté comme plus important que le système précédent tout en facilitant la maintenance en service

Les Autorités de Sûreté allemande et française ont donné leur aval sur ce modèle de réacteur. Ce point est important pour l'accès au marché mondial et la certification a été très longue et difficile dans ce cadre multinational.

modifier Différences au plan exploitation/maintenance

A l'image de ce qui existe sur les réacteurs Konvoi, l'aménagement de nombreux locaux a été repensé dans le but d'améliorer les conditions de travail des opérateurs en charge de la maintenance (ergonomie, accessibilité).

modifier Différences au plan performances

Avec de nouveaux générateurs de vapeur, la pression secondaire atteint quasiment 80 bars ce qui, d'après les promoteurs de l'EPR, représente la valeur conduisant au maximum de rendement pour un cycle à eau vapeur saturée soit sensiblement 36% contre 34% pour les réacteurs antérieurs.

La conception générale a été revue de façon à accroître la disponibilité. On peut notamment citer l'augmentation de la redondance de certains équipements, de façon à pouvoir en assurer la maintenance sans avoir à arrêter l'exploitation du réacteur.

modifier Marges de progrès de EPR

EPR ne représente pas la vision « achevée » du réacteur à eau sous-pression électrogène à boucles. Ceci pour la raison première qu'il s'agit comme il a été dit d'un concept évolutionnaire. Un bon nombre d' avancées sont à la fois possibles et nécessaires, par exemple :[réf. nécessaire]

  • Un tracé amélioré des boucles primaires permettrait l'évacuation de la puissance résiduelle en convection naturelle, le réacteur pouvant alors être réfrigéré par le secondaire disposition beaucoup plus fiable et simple qu'une évacuation par une boucle primaire dédiée;
  • la mise en œuvre de GV d'un type nouveau inspirés des GV des VVER russes à axe horizontal permettrait de réduire la hauteur de l' enceinte;
  • la mise en place de clapet de non retour en cuve à l'image de ceux équipant les réacteurs Babcock permettrait de rendre l'injection de sécurité en cas de brèche sur les boucles froides beaucoup plus efficace en « équilibrant » les volumes amont et aval cœur en cuve;
  • la décharge intérieure à l'enceinte de confinement des soupapes de sûreté secondaire renforcerait grandement et de façon fort simple la gestion des accidents de ruptures des tubes des générateurs de vapeur;
  • la mise en œuvre d'une injection de sécurité allant directement à la cuve et non plus dans les boucles éliminerait le mode commun existant à ce niveau en cas de brèche au niveau des boucles; cette disposition permet de réduire d'une unité le nombre de files de sécurité indépendantes;
  • la suppression ou, à tout le moins, la réduction de l'importance du contrôle au bore soluble permettrait
    • de renforcer grandement la sûreté,
    • de réduire le volume des effluents,
    • de réduire les rejets de tritium associés à ces rejets d' effluents;
  • la mise en œuvre de dispositif passifs d'évacuation de la puissance résiduelle à l'arrêt augmenterait grandement le délai de réaction nécessaire aux opérateurs dans de nombreux cas d'incidents ou accidents
  • la mise en œuvre de pompes primaires principales à moteur asynchrone rotor noyé permettrait de supprimer une possibilité de fuite à ce niveau et un dispositif de presse étoupe/garniture onéreux et défiabilisant;
  • une organisation générale prévoyant l'enterrement au moins partiel du réacteur et du bâtiment combustible renforcerait grandement la résistance du réacteur face aux agressions de types missiles, chutes d'avions, et séismes;
  • une augmentation de la puissance même si elle n' est pas vraiment sans doute la priorité se révèlera sur la longue période un atout de compétitivité supplémentaire.

modifier EPR en construction ou en projet

modifier Finlande

Projet d'EPR à Olkiluoto en Finlande
Icône de détail Article détaillé : Programme nucléaire de Finlande.
  • Olkiluoto 3 (Client: TVO, mise en service initialement prévue en 2009, repoussée jusqu'en 2012 en raison de problèmes techniques et de retards successifs18)
  • La construction d'un deuxième EPR, sur le site de Loviisa, serait à l'étude.

modifier France

Icône de détail Article détaillé : Programme nucléaire de la France.
  • Flamanville 3 (Maître d'ouvrage : EDF, mise en service prévue en 2012).
  • Un autre site annoncé par N. Sarkozy le 3 Juillet 2008 lors d'une visite au Creusot (sites possibles : Flamanville à nouveau, Penly, Tricastin, Marcoule).

Le maître d'ouvrage: EDF - La construction: AREVA

modifier Chine

Icône de détail Article détaillé : Programme nucléaire de la Chine.

AREVA et l'électricien chinois CGNPC ont annoncé, le 26 novembre 200719, la signature d'un contrat portant sur la construction de deux centrales nucléaires EPR sur le site de Taishan dans la province du Guangdong. Associé à un contrat de fourniture de combustible et de services, il s'agit du plus gros contrat de l'histoire du nucléaire civil (8 milliards d'euros).

La signature de ce contrat fait suite à plus de trois ans de discussions entre AREVA et ses interlocuteurs chinois. AREVA avait en particulier participé en 2006 à un appel d'offre en Chine pour la construction de 6 réacteurs nucléaires de troisième génération. Au terme de près de trois ans de négociation, Westinghouse a remporté un contrat pour la construction de 4 AP1000, au prix d'un important transfert technologique.

modifier États-Unis

Icône de détail Article détaillé : Programme nucléaire des États-Unis.
  • Un EPR américain pourrait être construit sur le site de Calvert Cliffs.

Aux États-Unis, l'électricien Constellation Energy et Areva se sont associés au sein du consortium UniStar Nuclear pour promouvoir l'EPR. Le nom du réacteur a été changé en US-EPR (US-Evolutionnary Power Reactor). Le dépôt de la demande de licence aux autorités de sûreté américaines est prévu pour fin 2006 et une première construction semble envisageable pour 2010-201120.

modifier Autres

  • Le 25 mai 2007, EDF et Areva ont annoncé envisager la construction d'un ou plusieurs EPR au Royaume-Uni. Ils devraient pour cela engager prochainement une démarche de certification auprès des autorités britanniques21.
  • Des réacteurs EPR pourraient également être construits en Afrique du Sud et au Canada, le Maroc a également été évoqué ainsi que l'Egypte.
  • D'après le quotidien Le Parisien, un porte-parole du CEA a expliqué que « le groupe français Areva a été sollicité par les autorités libyennes dès le mois de juin pour présenter le tout-dernier modèle de centrale nucléaire EPR ».22, mais le Président Nicolas Sarkozy a démenti, lors de son séjour aux USA en août 2007, le projet de vente d'un réacteur EPR au régime lybien.23
  • Abou Dhabi avec deux réacteurs proposés par Areva, Suez et Total.

modifier Notes et références

  1. ↑ Areva le présente comme de génération III+ ([1]), le Commissariat à l'énergie atomique ou l'Argonne National Laboratory américain dans la génération III [2] [3] ; en fait l'usage de l'expression « III+ » par Areva est un nom marketing choisi par eux, mais l'EPR n'est pas dans la génération III+ au sens des autorités de régulations.
  2. ↑ ex Framatome-ANP, société commune de Areva et Siemens AG
  3. ↑ « Le chantier de l'EPR prend du retard », Le Figaro, 27 mai 2008.
  4. ↑ GWj/t : gigawatt-jours par tonne de métal lourd initial
  5. ↑ Le projet EPR permet de réduire de 15 à 30 % la production de déchets - DEGMP, 2004
  6. ↑ (fr) [pdf] « Les défauts techniques sur la sûreté du réacteur européen à eau pressurisée (EPR) », IPPNW, 2003
  7. ↑ (fr) Directives techniques pour la conception et la construction de la prochaine génération de réacteurs nucléaires EPR - ASN, 2004 : « La quantité d’eau qui pourrait être présente dans le puits de cuve et dans la chambre d’étalement au moment de la percée de la cuve doit être limitée par conception. La possibilité d’une explosion de vapeur importante pendant le noyage du corium doit être évitée et les chargements résultant d’interactions eau-cœur fondu doivent être pris en compte dans la conception. »
  8. ↑ L’énergie nucléaire du futur : quelles recherches pour quels objectifs ?, CEA, 2005, page 58
  9. ↑ (en) EPR committed to the future - AREVA NP
  10. ↑ Déclaration recueillie par la presse en marge des Rencontres Économiques d’Aix-en-Provence consacrées au risque terroriste>
  11. ↑ EPR : Document "Confidentiel-défense"
  12. ↑ (fr) Un expert britannique conteste la résistance de l'EPR en cas d'attaque terroriste, dépêche AP reprise le Nouvel Observateur, 19 mai 2006.
  13. ↑ analyse-doc-confidentiel.pdf
  14. ↑ http://www.debatpublic-epr.org/docs/pdf/bilan-du-debat/rapportgtaccesinfovf.pdf p. 32
  15. ↑ Le Monde du 22 mai 2006 : ...une dizaine de personnalités, parmi lesquelles Jean-Luc Mathieu, président de la Commission particulière du débat public EPR, par ailleurs membre de la Cour des comptes, et Annie Sugier, directrice de la division Ouverture à la société civile, à l'IRSN, jugent « regrettable » que « le pouvoir politique (...) ignore les conclusions d'un très sérieux groupe de travail mis en place par la Commission nationale du débat public, sur les obstacles à l'accès à l'information dans le domaine du nucléaire ». Les signataires estiment que ce travail a démontré « la nécessité de pouvoir accéder aux documents d'expertise pour permettre une véritable démocratie participative en accord avec la Convention d'Aarhus »
  16. ↑ Réactions à la garde à vue, de la LCR, de France nature environnement, de Cap 21, des Verts, de la Ligue des droits de l'homme et du PS
  17. ↑ [pdf]lettre d'EDF à l'attention du directeur général de la Sureté Nucléaire et de la Radioprotection
  18. ↑ EPR Finlandais novembre 2008
  19. ↑ Communiqué de presse
  20. ↑ [pdf] Document du consortium UniStar Nuclear
  21. ↑ Communiqué de presse d'EDF
  22. ↑ - La Tribune.fr
  23. ↑ Sarkozy dément la vente d’un réacteur EPR à la Libye

modifier Voir aussi

modifier Liens connexes

modifier Liens externes
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