Trente ans de combustible REP à EDF : fiabilité et retour d’expérience, évolution des performances et des gestions au service du parc nucléaire
EDF
Le parc nucléaire d’EDF comporte 58 réacteurs à eau pressurisée répartis en 3 paliers de réacteurs standardisés, de 900, 1300 et 1500 MWé. Compte tenu de la forte proportion du nucléaire dans la production d’électricité en France, les réacteurs sont amenés à adapter leur production à la consommation en modulant la charge. Le parc nucléaire d’EDF est donc soumis à des contraintes particulières.
Les gestions du combustible ont évolué depuis la mise en service des réacteurs, en recherchant une amélioration de l’utilisation du combustible et un accroissement de la production nucléaire, en fonction des performances offertes par le combustible et des conditions économiques du marché. Actuellement, les gestions de combustible se partagent entre campagnes annuelles et campagnes de 18 mois. Les réacteurs CPY de 900 MWé qui recyclent du plutonium et de l’uranium de retraitement sont en campagnes annuelles, après avoir connu quelques campagnes allongées pour quelques-uns d’entre eux dans les années 80. Les réacteurs 1300 MWé, et les 6 premières tranches 900 CP0 de Fessenheim et Bugey, sont en campagnes de l’ordre de 18 mois. Bientôt, les réacteurs N4 seront exploités également en campagnes allongées. Le taux de combustion maximal assemblage respecte la limite de 52 GWj/t fixée depuis 1999. Grâce à l’optimisation des gestions et des plans de chargement, un taux de combustion moyen de décharge des assemblages UO2 de l’ordre de 46 GWj/t peut ainsi être atteint. Le taux de combustion du MOX rejoindra celui de l’UO2 avec la mise en place de la gestion Parité MOX, dont la TTS a eu lieu à l’été 2007.
En tout état de cause, quelles que soient les conditions d’exploitation, une fiabilité maximale du combustible est visée, bénéficiant des améliorations de conception. Le combustible utilisé, en 12 pieds (900 MWé) ou 14 pieds (1300 MWé et N4), est de type 17x17 crayons, et bénéficie d’un large retour d’expérience compte tenu de la standardisation. Les principales causes de pertes d’étanchéité sont les usures de gaines par vibration en pied d’assemblage (apparues en 2001 sur le 1300 MWé suite à l’allongement des campagnes), les corps migrants (en diminution après l’introduction des dispositifs anti-débris en pied d’assemblages en 1994), et plus récemment les défauts de fabrication (soudage des bouchons en particulier). Le taux de défaillance des assemblages s’est établi à 1,4.10-3 en 2006, le nombre de crayons défaillants par assemblage étant le plus souvent limité à 1 ou 2.
L’ouverture du marché de l’électricité impose à EDF de rechercher une plus grande souplesse des gestions du combustible tout en maintenant le niveau de performances atteint aujourd’hui. Les perspectives d’évolutions futures sont donc :
- l’adaptation des longueurs de campagnes aux besoins du réseau, grâce à une plus grande flexibilité du rechargement,
- une meilleure utilisation du combustible en exploitant le potentiel de performances accrues offert par les nouveaux matériaux de gainage et de structure,
- une adaptation aux évolutions de composition isotopique des matières recyclées.
© SFEN 2008