Un excellent niveau de sûreté repose sur une conception initiale robuste, des Règles Générales d’Exploitation pertinentes et une mise en oeuvre effective d’une démarche d’amélioration continue basée sur l’analyse du retour d’expérience et l’évolution des connaissances

1. 1 - Titre du document - 19/11/2014
Principes et
concepts de la
sûreté nucléaire
Amélioration continue de
la sûreté des réacteurs
EDF
Michel Lambert (EDF)
1 – SFEN - 19 octobre 2014
Copyright EDF Octobre 2014

2. Sommaire
1 – Le parc nucléaire Français
2 – Les fondements de la sûreté
3 – Le REX national et international
4 – Les réexamens de sûreté décennaux
5 - Conclusion
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3. 1. Le parc Nucléaire Français (1/1)
Gravelines
Chooz
Cattenom
Fessenheim
Nogent Seine
St Laurent Dampierre
Chinon Belleville
Bugey
St Alban
Cruas
Tricastin
Penly
FlamanvillePaluel
Civaux
Blayais
Golfech
900 MW 1,300 MW 1,500 MW
• 58 réacteurs /19 sites - 63 Gw ~ 80 % de la production électrique France
• âgemoyen : 28 ans ; Fessenheim 1 (37) ; Civaux 2 (14).
• Plus de 1500 année*réacteur d’exploitation
• Le processus de réexamen de sûreté est mis en oeuvre depuis 30 ans en France
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4. 2. Les fondements de la sûreté (1/7)
Définition et objectifs de la sûreté nucléaire
La sûreté nucléaire, c’est :
L’ensemble des dispositions techniques et des mesures
d’organisation relatives à la conception, à la construction, au
fonctionnement, à l’arrêt et au démantèlement des installations
nucléaires de base, ainsi qu’au transport des substances radioactives,
prises en vue de prévenir les accidents ou d’en limiter les effets.
Définition de la
sûreté nucléaire
Code Env.
(Art. L591-1)
INB Art. 3.1
(définition)
Son objectif est donc :
De protéger
Les populations,
L’environnement
Les travailleurs
Contre
Les effets des rejets accidentels (rayonnements ionisants ou
produits chimiques)
Par
La prévention des accidents avec un haut degré de confiance
La limitation des rejets et des doses reçues
Démarche de
prévention et
de mitigation
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5. 2. Les fondements de la sûreté (2/7)
Les fonctions fondamentales de sûreté
Fonctions fondamentales de sûreté
INB Art.3.4-I
Réactivité
Refroidissement
Confinement
Contrôler et maîtriser à tout instant la puissance
neutronique des réacteurs
Refroidir le combustible et évacuer la chaleur produite
Confiner les substances radioactives
Protéger les personnes et l’environnement contre les
rayonnements ionisants et les rejets chimiques
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6. 2. Les fondements de la sûreté (3/7)
Le concept de défense en profondeur
Le concept de défense en profondeur consiste en une suite
d’actions, d’équipements ou de procédures, regroupés en
niveaux successifs, suffisamment indépendants, visant à :
• Prévenir les incidents (fabrication des composants -
Exploitation)
• Détecter les incidents pour éviter un accident ; revenir à un
fonctionnement normal OU atteindre et maintenir l’état sûr
(système de protection – procédures incidentelles)
• Maîtriser les accidents non évités, ramener et maintenir
l’installation dans un état sûr (systèmes de sauvegarde)
• Gérer les accidents non maîtrisés pour en limiter les
conséquences (Moyens de mitigation - Procédures de conduite –
Gestion de la crise)
INB Art.3.1
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7. 2. Les fondements de la sûreté (4/7)
La notion de barrières
En application
de la défense
en profondeur
Interposition de barrières successives entre la
source de rayonnement et l’environnement
3 barrières de sûreté :
• la gaine du combustible
• le circuit primaire principal
• l’enceinte de confinement
Définition de moyens visant à
protéger les barrières, éviter leur
défaillance, et limiter les
conséquences en cas de
défaillance
INB Art.3.4-III
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8. 2. Les fondements de la sûreté (5/7)
Les évènements à considérer
Les initiateurs internes :
Etudes d’accidents de dimensionnement (transitoires
neutroniques et thermohydrauliques)
Etudes du domaine complémentaire (transitoires non considérés à
la conception initiale pour le parc, issus notamment des Etudes
Probabilistes de Sûreté EPS)
Etudes hypothétiques d’accidents avec fusion du coeur
Les agressions :
Agressions internes (incendie, inondation interne par rupture de
tuyauterie…)
Agressions externes d’origine naturelle (séisme, inondation
externe…)
Agressions externes d’origine humaine (risque industriel, aérien,
malveillance…)
En application
de la défense
en profondeur
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9. 2. Les fondements de la sûreté (6/7)
Les principales étapes de la démarche de sûreté à la conception
Une phase de dimensionnement initial, qui permet de définir :
Les caractéristiques principales des bâtiments et des équipements
(systèmes de protection et de sauvegarde)
L’architecture des systèmes élémentaires (CDU)
L’installation générale de la centrale (séparation géographique)
Une phase de vérification :
Sur la base d’une vérification déterministe du dimensionnement initial,
et d’une vérification probabiliste : évaluation probabiliste du risque de
fusion du coeur (EPS de niveau 1) et de rejets (EPS de niveau 2)
=> Avec le cas échéant, étude et déploiement de dispositions
complémentaires
2 étapes
principales
dans la
démarche de
sûreté à la
conception
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10. 2. Les fondements de la sûreté (7/7)
La démarche de sûreté en exploitation
Maintenir le niveau de sûreté :
Formation des opérateurs et recyclage régulier
Maintenance des matériels l’installation
Réalisation d’Essais Périodique (EP) pour vérifier la disponibilité
et la performance des matériels
REX des bonnes pratiques d’exploitation
Rester dans le domaine de fonctionnement normal :
Spécifications Techniques d’Exploitation (STE ):
Paramètres limites du fonctionnement normal
Disponibilité des matériels de protection et sauvegarde
En cas d’incident ou d’accident, ramener le réacteur dans un
état sûr
Conduite Incidentelle et Accidentelle (CIA ):
Jeux de documents qui orientent l’opérateur
A partir de l’état de l’installation = 3 fonctions de sûreté : réactivité,
refroidissement, confinement
Règles
Générales
d’Exploitation
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11. 3. Le REX National et International (1/8)
REX français – exemples marquants
Action continue: Analyse des événements significatifs sûreté
⇒ Environ 600 ESS déclarés par an, dont environ 540 niv 0, 60 niv 1 et
de l’ordre de 1 niv 2 (INES)
⇒ Analyse du « poids sûreté » des événements à enjeu «sûreté » et si
besoin réalisation de modification (matériel ou documentaire)
Une politique
volontariste de
déclaration des
événements,
même ceux sans
impact direct sur
la sûreté
2003 – Canicule
Températures élevées de l’air et de l’eau + agression canicule
Relèvement des températures de référence
⇒ Groupes froids supplémentaires
⇒ Système d’alerte (règles particulières de conduite )
Années 90 - Remplacement de matériels en inconel
(oxydation)
⇒ Couvercles de cuve (remplacés sur l’ensemble du parc)
⇒ Générateurs de vapeur (remplacé en fonction du nombre de tubes
bouchés)
Des
enseignements
tirés des
évènements
survenus en
France
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12. 3. Le REX National et International (2/8)
REX international : exemples marquants
1979 – Accident de Three Mile Island (USA)
Fusion partielle du coeur, mais le coeur est resté contenu en cuve
Causes profondes : «défaut de jeunesse » de la filière REP
Initiateur banal : perte de l’eau alimentaire normale
Système de sauvegarde condamné fermé
Brèche primaire :Soupapes pressuriseur qui se bloque ouverte
Connaissances thermohydrauliques approximatives / Conduite
inappropriée : arrêt de l’injection par l’opérateur
Enseignements EDF:
Changement de technologie des soupapes pressuriseur (SEBIM)
Evolution profonde de la conduite accidentelle : Approche par Etats
Renforcement du rôle de la Filière Indépendante de Sûreté
Amélioration de l’ergonomie de la salle de commande
Moyen de mitigations des accidents graves: Recombineurs,…
Etc ….
Des
enseignements
tirés des
évènements
survenus dans le
monde
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13. 3. Le REX National et International (3/8)
Exemple : Filtration d’un rejet enceinte
Exemple centrale N4
Pre-filtre : DF aerosols >10
Filtre: DF aerosols >100
⇒Rejets filtrés : Effets limités dans l’espace et dans le temps
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14. 3. Le REX National et International (4/8)
Exemple : Recombineurs H2 pour protéger l’enceinte de confinement
• Installés dans une enceinte robuste, de
grand volume, les Recombineurs Auto
Catalytiques Passifs (RAP) évitent
l’accumulation d’H2 dans l’enceinte de
confinement
• Répartis dans tout le bâtiment réacteur
• Solution passive, particulièrement efficace
pour les enceintes de grand volume
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15. 3. Le REX National et International (5/8)
REX international : exemples marquants
Les évolutions – REX des accidents majeurs
1986 – Tchernobyl (Ukraine)
Accident de réactivité, fusion du coeur, rejets massifs dans
l’environnement
Causes profondes :
Conception peu robuste (instabilité neutronique)
Manque de culture sûreté (exploitation du réacteur hors conception)
Enseignements EDF
Vérification de la bonne prise en compte des accidents de réactivité :
Protection anti-dilution - Redondance chute des grappes
2002 – Davis Besse (USA)
Endommagement du couvercle de cuve par corrosion
Cavité dans le couvercle de cuve découverte en arrêt
Causes profondes :
Des causes profondes en lien avec la culture sûreté : malgré l’absence
d’initiateur, INES 3 : Signes précurseurs insuffisamment exploités
Enseignements EDF
Problème matériel traité dans les années 80 (changement des couvercles)
Réaffirmation de l’importance des actions engagées sur le management de
la sûreté et la robustesse du processus de prise de décision
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16. 3. Le REX National et International (6/8)
REX international : exemples marquants
2011 – Fukushima (Japon)
Accident grave avec fusion du coeur sur plusieurs tranches d’un site suite à
un tsunami (issu d’un séisme)
Causes profondes :
Risque de tsunami insuffisamment pris en compte au Japon
Manque de culture sûreté : attitude interrogative insuffisante et processus de
prise de décision défaillant
Enseignements EDF : Renforcer les réserves en eau et en source électrique,
face à une agression de très forte intensité
Continuité par rapport aux actions présentées par EDF (2009) lors de la
phase stratégique du réexamen de sûreté VD4 900
Phase 1 : moyens mobiles et Force Action Rapide Nucléaire
Phase 2 : diesel d’ultime secours et appoint en eau ultime
Des
enseignements
tirés des
évènements
survenus dans le
monde
A l’issue des ECS, l’ASN a émis l’avis suivant :
«A l’issue des évaluations complémentaires de sûreté des installations nucléaires prioritaires, L’ASN considère que les
installations examinées présentent un niveau de sûreté suffisant pour qu’elle ne demande l’arrêt immédiat d’aucune d’entre
elles. Dans le même temps, L’ASN considère que la poursuite de leur exploitation nécessite d’augmenter dans les meilleurs
délais, au-delà des marges de sûreté dont elles disposent déjà, leur robustesse face à des situations extrêmes ».
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17. 3. Le REX National et International (7/8)
Fukushima: Illustration des modifications court terme
17
Valise mobile
alim élec
soupapes
pressuriseur
Groupe
Electrogène
provisoire en
attente du
DUS
Source d’eau
et pompage :
selon les sites Tuyauteries
souples
Piquages fixes
sur utilisateurs
Pompe mobile et
piquages fixes ‘’H3.2’’
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18. 3. Le REX National et International (8/8)
Fukushima: Illustration – La Force d’action rapide
Compléter les organisations de crise et moyens associés pour faire face à
plusieurs réacteurs d’un même site accidenté (ou d’autres situations
difficilement prévisibles), dans un contexte extrêmement perturbé.
18
18 – SFEN - 19 octobre 2014 Copyright EDF Octobre 2014

19. 4. Les réexamens de sûreté décennaux (1/3)
Pourquoi un réexamen de sûreté ?
Un outil efficace pour mettre en oeuvre l’amélioration continue:
Pratiqué en France « depuis toujours »
Évolution de la réglementation:
Décisions ASN (Environnement, Réexamen, Incendie …) et guides
ASN (Inondations externes, …), Règles neige et vent, rejets gaz à
effet de serre…
Évolution des connaissances:
Incidents/accidents, R&D :
expérimentation et codes de
calculs, matériels,…
Évolution de
l’environnement
Sites industriels, …
Amélioration de
conception
Modifications, …
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20. 4. Les réexamens de sûreté décennaux (2/3)
La réglementation actuelle
articles L.593-18 et 19 du code de l’environnement :
doit permettre d’apprécier la conformité de l’installation
doit permettre d’actualiser des risques ou inconvénients de l’installation,
en tenant compte notamment de l'état de l'installation, de l'expérience
acquise au cours de l'exploitation, de l'évolution des connaissances et
des règles applicables aux installations similaires.
2 Etapes
Examen de conformité
Réévaluation de sûreté
Conduit à la mise à jour du Rapport de sûreté et des Règles Générales
d’exploitation
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21. 4. Les réexamens de sûreté décennaux (3/3)
Exemple du réexamen de sûreté VD3 1300 MW
Thèmes
Accidents de dimensionnement
Objectifs de sûreté
Diminuer les conséquences radiologiques des
accidents de perte de réfrigérant primaire (APRP)
et de rupture de tube de générateur de vapeur
(RTGV)
Entreposage des assemblages
combustible (AC) dans le BK
Meilleure prise en compte des
agressions internes et externes
Amener à un niveau résiduel le risque de
découvrement d’un Assemblage combustible en
Bâtiment comubutible (BK)
Développer une EPS BK pour vérifier le niveau de risque
Accidents avec fusion du coeur
Réévaluer les agressions de référence sur la base
du REX et des recommandations du Groupe Permanant
réacteur
Réduire les conséquences radiologiques de ces
accidents et réduire le risque de rejets précoces et
importants
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22. 4. Les réexamens de sûreté décennaux (4/4)
Exemple du réexamen de sûreté VD3 1300 MW
Objectifs de sûreté
Réduction des conséquences
radiologiques des Accidents de
dimensionnement
Exemple de modifications
Arrêt automatique ASG (Alimentation de Secours
du GV rompu)
Ré-injection des efflurents RIS/EAS (puisard +
pompe qualifiée)
Réduction du risque de
découvrement d’assemblage en
BK
Renforcement de la
protection contre les
agressions internes et externes
Accidents avec fusion du coeur
Arrêt automatique des pompes sur bas niveau
piscine
Rénovation de la détection hydrogène et
asservissement de vannes d’isolement
Mise en place de filets et bardage contre les
projectiles générés par le vent
File de ventilation entre enceinte renforcée vis-à-vis
de l’irradiation et refroidie pour garantir son efficacité
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23. 5. Conclusion
Est présente à tous les stades de la conception et de
l’exploitation
Elle repose :
sur une conception robuste
Sur une démarche de défense en profondeur
sur un processus itératif
mais également sur une démarche interrogative de chaque acteur
Elle prend en compte le REX national et international
La démonstration de sûreté d’une installation est réévaluée tous
les 10 ans
La démarche de
sûreté
Un excellent niveau de sûreté repose sur une conception initiale robuste,
des Règles Générales d’Exploitation pertinentes et une mise en oeuvre
effective d’une démarche d’amélioration continue basée sur l’analyse du
retour d’expérience et l’évolution des connaissances
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