: Enquête Centrales nucléaires arrêtées : les causes d’une situation sans précédent

Jamais autant de réacteurs n'ont été à l'arrêt en même temps en France. Cette situation inédite dans l'histoire du parc nucléaire a culminé à la fin du mois d'août 2022, avec un pic à 32 réacteurs débranchés du réseau, sur 56 au total. Fin octobre 2022, ils étaient encore 24 dans cette situation. Une partie de ces arrêts était programmée : EDF profite toujours de la moindre demande en électricité de la période estivale pour mener des opérations de routine (rechargement ou économie du combustible en prévision de l'hiver et maintenance). Mais le Covid-19 est passé par là. Les confinements et le respect des mesures barrières ont obligé l'exploitant à modifier le planning de ces interventions. Des travaux reportés se sont ajoutés à ceux qui étaient prévus plus tard.

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Depuis 2019, EDF doit aussi réaliser des arrêts plus lourds. Il s'agit des visites décennales d'une grande partie des réacteurs du parc, qui ont la particularité d'être entrés en exploitation à peu près tous en même temps, au début des années 1980. "Ces arrêts durent environ six mois chacun, et nous en réalisons six à sept par an", précise EDF à la cellule investigation de Radio France. Au cours de ces travaux, l'opérateur entretient des équipements, remplace les plus anciens et en ajoute de nouveaux afin de répondre aux recommandations de l'Autorité de sûreté nucléaire (ASN).

Un problème "sérieux" de fissures

Mais un autre problème jugé "sérieux et inattendu" selon les mots de Bernard Doroszczuk, président de l'ASN en mai 2022 devant le Sénat, s'est greffé à cette situation. Plusieurs cas de fissures – avérées ou suspectées – ont été relevés sur des circuits essentiels au fonctionnement des centrales, ce qui a entraîné des arrêts sur 15 réacteurs.

Tout commence avec la détection de traces de fissures sur l'un des deux réacteurs de la centrale de Civaux, près de Poitiers, en octobre 2021. "Le réacteur était à l'arrêt depuis l'été dans le cadre de sa visite décennale, explique Julien Collet, directeur général adjoint de l'ASN. Les contrôles par ultrasons ont décelé des types de fissures qui n'étaient pas attendus sur une partie de la tuyauterie." Après découpe de ces parties et analyse en laboratoire, EDF a conclu mi-décembre qu'il s'agissait d'un phénomène dit de corrosion sous contrainte "qu'on ne pensait pas susceptible d'apparaître à cet endroit". Un programme de contrôles a dès lors été mis en place. Il a permis de détecter le même phénomène sur le second réacteur de Civaux ainsi que sur les deux unités de la centrale de Chooz dans les Ardennes, où des analyses se poursuivent toujours.

En tout, ce sont quatre réacteurs mis en service à la fin des années 1990, les plus puissants et paradoxalement les plus récents du parc nucléaire français, qui sont mis à l'arrêt.

En janvier 2022, EDF a étendu ses vérifications au reste du parc, en commençant par "relire les compte-rendus des analyses déjà effectuées lors des contrôles passés", précise Julien Collet, ce qui a permis de classer les réacteurs à vérifier en priorité. D'autres cas de corrosion sous contrainte ont alors été détectés, notamment sur l'unité 1 de la centrale de Penly. En septembre 2022, EDF indiquait avoir effectué des contrôles dans 15 centrales nucléaires. Cela a permis de détecter de la corrosion sous contrainte dans sept d'entre elles (Civaux 1 et 2, Chooz 1 et 2, Penly 1, Flamanville 2 et Chinon 3). D'ici 2025, tous les autres réacteurs devront avoir été vérifiés.

Une partie très sensible des réacteurs touchée par la corrosion

La corrosion sous contrainte se manifeste par des fissures plus ou moins grandes. Certaines mesurent 1 mm de profondeur, mais la plus sérieuse, détectée sur le réacteur numéro 1 de Civaux était profonde de 5,6 mm sur une portion de tuyau dont l'épaisseur est de 3 cm. À Civaux, au moins une fissure parcourait tout le tour du tuyau, soit une longueur de presque un mètre. "Ces fissures ne sont pas anodines. C'est pour cela qu'EDF a fait des calculs pour mesurer si ces tuyaux pouvaient tenir, malgré les fissures", explique Karine Herviou, directrice générale adjointe de l'Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN).

Ces cas de corrosion sont d'autant plus impressionnants qu'ils concernent un endroit particulièrement sensible des réacteurs nucléaires : le circuit primaire. Il s'agit de tuyauteries passant directement dans le cœur radioactif de la centrale. Les fissures ont été détectées sur deux systèmes connectés à ce circuit : le système d'injection de sécurité, utilisé en cas d'accident nucléaire pour refroidir le cœur, et le système de refroidissement du réacteur à l'arrêt, utilisé lorsque la centrale est en maintenance par exemple.

"Le fait que ce circuit puisse lui-même être à l'origine d'une brèche est très problématique, reconnaît Karine Herviou. Une fuite gênerait l'injection d'eau dans le réacteur. C'est l'un des circuits les plus importants sur une centrale nucléaire en cas d'accident." D'après l'Autorité de sureté du nucléaire cependant, cette radioactivité resterait piégée à l'intérieur de l'enceinte de confinement du réacteur. "Nous avons demandé à EDF d'étudier les conséquences de la rupture de deux lignes complètes du circuit d'injection de sécurité, explique Julien Collet, directeur général adjoint de l'ASN. EDF a alors pu montrer qu'on pouvait ramener le réacteur dans un état sûr. Malgré la rupture, on éviterait la fusion du cœur et la perte définitive du réacteur."

Les centrales les plus récentes sont concernées

Étonnamment, ces fissures ne sont pas liées au vieillissement du parc, dont une partie importante est en train de dépasser les 40 ans d'exploitation. Ce sont au contraire les centrales les plus récentes qui sont les plus touchées en raison de leur conception. Entrées en service dans les années 1990, elles comportent des sections de tuyauteries plus nombreuses et plus longues que les anciennes centrales. Ces segments ont donc fait l'objet davantage de soudures et sont, de fait, plus fragiles que sur les précédents réacteurs. Selon Julien Collet, de l'ASN : "Plus les lignes sont longues et horizontales, et plus cela accentue un phénomène de stratification thermique. L'eau chaude se retrouve en haut du tuyau et l'eau froide se retrouve en bas. Cela va générer des contraintes mécaniques : une déformation de la tuyauterie et l'apparition de fissures à proximité des soudures."

Pourquoi alors avoir conçu des tuyauteries plus longues, et donc plus fragiles ? "Le dessin des réacteurs plus récents avait été modifié, notamment pour des facilités de maintenance", explique Karine Herviou, de l'IRSN. Par ailleurs, les ingénieurs de l'époque considéraient que l'acier inoxydable utilisé pour ces tuyauteries était peu sensible à la corrosion sous contrainte. Ces réacteurs ont donc fonctionné pendant au moins 20 ans sans qu'on ne se rende compte de rien, jusqu'à la découverte de ces fissures à l'automne 2021.

À l'époque, ces équipements avaient été construits par Framatome et EDF. Y a-t-il donc eu négligence ou sous-estimation du risque ? Julien Collet, directeur général adjoint de l'ASN, refuse de mettre en cause ces entreprises : "On n'a pas mis en évidence de non-respect des règles. Ces soudures ont été fabriquées conformément à ce qui était prévu." L'Autorité de sûreté du nucléaire a toutefois identifié un phénomène d'atteinte du métal lors de la réalisation des soudures à l'époque, qui aurait pu fragiliser le matériau et l'apparition de la corrosion. Dans sa réponse envoyée à la cellule investigation de Radio France, EDF affirme que le développement du phénomène de corrosion sous contrainte n'est pas lié à des pièces défectueuses. De son côté, Framatome n'a pas répondu à nos demandes de commentaires.

"Le problème pourrait se reproduire"

Plus d'un an après la découverte des premières fissures, l'objectif est désormais de redémarrer un maximum de réacteurs pour l'hiver. Or, les contrôles et les réparations prennent du temps. Dans le réacteur de Civaux 1 où la corrosion a été détectée pour la première fois, une ligne complète du circuit d'injection de sécurité a déjà été découpée, soit 50 m de tuyauterie. Les travaux de réparation sont presque terminés. Ils vont donc pouvoir commencer dans l'autre unité, Civaux 2, où la longueur de tuyauterie découpée sera bien moindre, affirme l'entreprise.

Le matériau choisi pour remplacer les tuyaux est identique à l'original. Il s'agit d'acier inoxydable. L'exploitant affirme avoir amélioré ses techniques de soudure pour limiter le risque de réapparition de fissures. La forme des pièces a également été modifiée afin de faciliter les contrôles. EDF explique avoir mis au point une nouvelle technique de détection par ultrasons qui permettra de sonder les tuyauteries et de détecter les fissures, sans avoir à tout découper. La méthode permettrait d'épargner un temps précieux. Il n'en reste pas moins que selon Karine Herviou, de l'IRSN, "le problème pourrait tout à fait se reproduire. C'est pour cela que des mesures seront faites, et sans doute à une fréquence beaucoup plus rapprochée que par le passé".

Des Américains et des Canadiens appelés en renfort

Pour mener à bien ces réparations, EDF a dû faire appel à de la main-d'œuvre étrangère. Une centaine de soudeurs venus des États-Unis et du Canada ont été embauchés par Westinghouse. Les autres entreprises mobilisées sont Framatome, Endel, Sigedi, Onet et Monteiro, soit en tout 600 personnes appelées en renfort sur les chantiers dans toute la France.

La réparation de ces problèmes de fissuration mobilise beaucoup de monde, mais est-ce suffisant ? L'ex-PDG d'EDF Jean-Bernard Lévy déclarait à la fin du mois d'août 2022 : "On a beaucoup de chantiers à mener en parallèle. D'une certaine manière, on manque de bras, car on n'a pas assez d'équipes." D'autant plus qu'à ce problème s'en ajoute un autre. Les zones sur lesquelles interviennent ces agents sont radioactives, à proximité du cœur du réacteur et du circuit primaire. Par conséquent, la durée des interventions doit être limitée en fonction de la toxicité de la zone de travail. La dose maximale de radiations fixée par la règlementation est de 20 mSv (millisieverts) par an. Chez EDF, cette limite est fixée à 14 mSv. Les sous-traitants qui interviennent actuellement se sont alignés sur cette valeur. Certains ont même, pour l'occasion, accepté de réhausser leur propre seuil qui était auparavant à 12 mSv. Il y a 299 soudures qui ont ainsi été réalisées sur dix réacteurs fin octobre.

Des incertitudes sur le calendrier de redémarrage

L'opérateur prévoit de redémarrer ses réacteurs au cours de l'hiver. Le dernier devrait être celui de Golfech 1, près de Toulouse, dont la maintenance doit s'achever le 18 février 2023. Cela signifie qu'une partie des réacteurs n'aura pas redémarré pour le début de l'hiver, d'où le nécessaire appel à la sobriété lancé par le gouvernement. Mais tout indique que ce planning ne sera pas tenu, en raison notamment des grèves qui ont touché les centrales nucléaires en octobre et qui ont entraîné de nouveaux retards. Par ailleurs, le gestionnaire du réseau, Réseau de transport d'électricité (RTE), se base dans ses prévisions de production électrique pour l'hiver sur une indisponibilité du parc nucléaire supérieure à celle que déclare EDF : 45 Gigawatts de capacité début janvier d'après RTE, contre 55 Gigawatts du côté d'EDF.

En conséquence, il n'est pas du tout certain que la France dispose de suffisamment d'électricité pour l'hiver qui vient. Sur l'ensemble de l'année 2022, EDF prévoit une production en baisse de 25% par rapport aux années pré-Covid. En attendant, tous ces arrêts coûtent cher à l'entreprise : 29 milliards d'euros perdus en 2022 pour toute l'électricité non produite et non vendue, estime l'électricien dans un communiqué publié mi-septembre. Mais EDF n'avait pas vraiment le choix, compte tenu de la localisation des défauts détectés et de leur gravité.