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Il ressort de l’examen de la documentation des fabricants que les générateurs de vapeur des centrales nucléaires de Beznau et de Gösgen possèdent une teneur en carbone respectant les obligations de dimensionnement. L’intégrité de la structure des composantes des générateurs est assurée avec une importante marge de sécurité.
«Toutes les composantes forgées des générateurs de vapeur se sont avérées conformes aux spécifications de fabrication », explique Georg Schwarz, directeur remplaçant de l’Inspection fédérale de la sécurité nucléaire IFSN, et responsable du domaine de surveillance «centrales nucléaires», en résumant les résultats de l’examen. «Dès lors, sur la base de ces constatations, et du point de vue de l’IFSN, aucune mesure supplémentaire ne s’impose», poursuit-il.
Globalement, l’examen a montré que le risque d’une teneur en carbone fortement accrue dans les composantes des générateurs de vapeur en question est faible, voire très faible. Une teneur en carbone accrue a été uniquement mesurée dans la plaque tubulaire d’un des générateurs de vapeur de la centrale de Beznau. Mais cette mesure individuelle se situe toujours en dessous de la valeur maximale autorisée par l’American Society of Mechanical Engineers ASME. De plus, la centrale de Beznau a indiqué que l’intégrité structurelle des plaques tubulaires est assurée avec une importante marge de sécurité, aussi dans le cas d’une teneur en carbone plus élevée.
Les pièces de grande taille des centrales nucléaires sont en général forgées à partir d’un lingot de fonte de métal, qui a lui-même été préalablement coulé.
La solubilité de différents éléments ajoutés, par exemple le carbone, est plus faible dans le solide que dans la matière fondue. Ces éléments s’accumulent dès lors dans la masse non encore solidifiée. Il s’en suit l’apparition d’hétérogénéités pendant le processus de refroidissement, ce qu’on appelle des ségrégations. Comme la masse fondue se solidifie de l’extérieur vers l’intérieur, le milieu du lingot, qui se solidifie en dernier, est le plus touché par de telles ségrégations.
On fait la distinction dans la ségrégation carbone entre:
- la ségrégation positive, soit la zone située dans la partie supérieure du lingot, caractérisée par une concentration en carbone supérieure aux valeurs spécifiées
- et la ségrégation négative, soit la zone située dans la partie inférieure du lingot avec une concentration en carbone inférieure aux valeurs spécifiées.
Une teneur plus importante en carbone se traduit par une augmentation de la résistance à la traction, avec une limite d’élasticité accrue, tandis que la résistance à la rupture fragile diminue en raison d’une diminution de la capacité à se déformer plastiquement (ductilité). C’est donc la zone caractérisée par une ségrégation positive qui est significative.
Lors du forgeage du lingot et de l’usinage mécanique qui le suit, l’essentiel de ces zones de ségrégation est en général éliminé par découpe. En cas de découpe insuffisante, la pièce finie peut comporter des zones de ségrégation carbone positives dépassant la valeur prescrite.
Les composantes forgées issues de grands lingots, où le milieu de la pièce forgée n’a pas pu être retiré, sont particulièrement touchées par ce phénomène. Dans un générateur de vapeur, il s’agit de la boîte à eau, de la plaque tubulaire, et de la voûte du couvercle.
Les composantes du circuit primaire d’une centrale nucléaire doivent pouvoir résister aux contraintes auxquelles elles sont exposées, et être capables de remplir leur fonction. Partant de ces exigences, on emploie des aciers contenant au maximum 0,25 % de carbone dans les composantes d’un générateur de vapeur comme la boîte à eau et la plaque tubulaire.
L’IFSN a exigé un examen suite aux rapports provenant de France
En juin 2016, l’IFSN a exigé que les centrales suisses récoltent les informations nécessaires pour savoir si des composantes provenant de la forge Creusot Forge étaient, ou sont encore en fonction avec des documents de fabrication faussés. Toutes les centrales ont pu confirmer que les attestations de fabrication et de matériel pour l’ensemble des pièces forgées en activité des composantes importantes du point du vue de la sécurité sont entièrement documentées.
En parallèle, mais sans lien avec la thématique de la falsification des documents, des informations sont aussi venues de France à propos de possibles problèmes de matériel dans les générateurs de vapeur des réacteurs à eau pressurisée (les réacteurs à eau bouillante ne possèdant pas de générateurs de vapeur). Dans une série de réacteurs, les pièces forgées des générateurs de vapeur ont montré des teneurs en carbone accrues. Cela a incité fin 2016 l’IFSN à faire aussi examiner les générateurs de vapeur des réacteurs à eau pressurisée de Beznau et de Gösgen. Les exploitants ont remis les documents dans les délais au printemps 2017. L’IFSN les a examinés avec le concours de l’Association suisse d’inspection technique (ASIT).