Palier P4 / P'4

Le réacteur de type P4 et P'4 est un réacteur nucléaire à eau légère de 2^e génération développé par Framatome et exploité par EDF. Il fait partie de la filière des réacteurs à eau pressurisée. Sa puissance thermique est de 3817 MW_th et sa puissance électrique nette est de 1300 MW_e,

Historique

Le bon comportement des premiers réacteurs de 900MW en service en France, l'accroissement de la consommation électrique et la poursuite du programme électronucléaire français pousse EDF et Framatome au développement d'un nouveau "palier" de réacteurs plus puissant de l'ordre de 1300MW, l'augmentation de puissance unitaire permettant une économie d'échelle.

20 unités sont commandées et leur mise en service s'échelonne de 1985 à 1994, réparties en 2 variantes :

8 réacteurs constituant le palier P4 : Flamanville (2), Paluel (4) et Saint-Alban (2) mis en service entre 1985 et 1987.
12 réacteurs constituant le palier P’4 : Belleville (2), Cattenom (4), Golfech (2), Nogent (2) et Penly (2) mis en service entre 1987 et 1994.

Amélioration comparativement au réacteurs de 900MWe

Il s'agit essentiellement d'amélioration de puissance avec la réalisation d'une cuve plus grande emportant un plus grand nombre d'assemblage combustible (193 contre 157 pour les réacteurs de 900MW). Du fait de l’augmentation de puissance, le nombre de boucle du circuit primaire et donc de générateurs de vapeur est porté de trois à quatre afin de disposer d’une capacité de refroidissement et d'extraction de chaleur plus élevée^[1].

Le deuxième champs d'amélioration concerne la sûreté des réacteurs. Le cœur du réacteur est désormais dans une enceinte de confinement à double parois, une interne en béton précontraint de 120 cm d'épaisseur et une externe en béton armé de 55 cm^[2]. Comme pour les derniers réacteurs de 900MW construits constituant le palier CP2 (Saint-Laurent, Chinon et Cruas) la disposition du groupe turbo-alternateur est parallèle au réacteur, évitant la projection de débris sur le bâtiment réacteur en cas d'éclatement de la turbine.

Différence réacteurs P4 et P'4

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Les différences entre les deux palier P4 et P'4 sont faibles. Elles concernent essentiellement le bâtiment du combustible nucléaire et la conception de certains circuits^[2]. Le bâtiment réacteur et le groupe turbo-alternateur sont également dans des configurations légèrement différentes afin de limiter au mieux le risque de projection d'éléments de la turbine sur des zones sensibles en cas d'éclatement de cette dernière. Toujours dans cette objectif, et contrairement à Paluel (palier P4) où les 4 réacteurs sont tous parallèles, une disposition en éventail est choisie pour les 2 paires de réacteurs de Cattenom (palier P'4).

Caractéristiques techniques

Comparatif des caractéristiques des différents réacteurs en France

Centrales nucléaires françaises pourvues de réacteurs P4 et P'4

Liste des réacteurs^[3]
Palier	Lieu / Nom	Puissance électrique nette (MWe)	Début de travaux	1er raccordement au réseau	Mise en service commercial	Refroidissement (source froide)
P4	Flamanville 1	1290	1979	1985	1986	mer (Manche)
	Flamanville 2	1290	1980	1986	1987	mer (Manche)
	Paluel 1	1290	1977	1984	1985	mer (Manche)
	Paluel 2	1290	1978	1984	1985
	Paluel 3	1290	1979	1985	1986
	Paluel 4	1290	1980	1986	1986
	Saint-Alban 1	1300	1979	1985	1986	Tour aéroréfrigérante (Rhône)
	Saint-Alban 2	1300	1979	1986	1987	Tour aéroréfrigérante (Rhône)
P'4	Belleville 1	1310	1980	1987	1988	TAR (Loire)
	Belleville 2	1310	1980	1988	1989	TAR (Loire)
	Cattenom 1	1282	1979	1986	1987	TAR (Moselle)
	Cattenom 2	1282	1980	1987	1988
	Cattenom 3	1300	1982	1990	1991
	Cattenom 4	1300	1983	1991	1992
	Golfech 1	1310	1982	1990	1991	TAR (Garonne)
	Golfech 2	1310	1984	1993	1994	TAR (Garonne)
	Nogent 1	1310	1981	1987	1988	TAR (Seine)
	Nogent 2	1310	1982	1988	1989	TAR (Seine)
	Penly 1	1330	1982	1990	1990	mer (Manche)
	Penly 2	1330	1984	1992	1992	mer (Manche)

Coût de construction

L'évaluation précise des coûts de constructions dépends de la méthode d'évaluation de ces derniers. En 2012 la Cours des comptes publie un rapport sur les coûts de construction du parc nucléaire français de deuxième génération, à partir des données de dépenses d'EDF. La construction des 20 réacteurs du palier P4 et P'4 est évalué à 32,3 milliards d'€₂₀₁₀^[3] soit une moyenne de 1,79 milliards d'€₂₀₁₀ par réacteur en moyenne. On note un coût environ 30% plus cher pour la première paire de réacteur P4 (Paluel 1 et 2) et à la première paire de réacteur P'4 (Cattenom 1 et 2), dû à l'effet tête de série : un réacteur « tête de série » désigne le premier réacteur construit d'un nouveau modèle. Il est attendu que, dans une certaine mesure, les délais et coûts de construction soient supérieurs à ceux annoncés initialement, du fait de la survenue d'événements imprévus lors de la construction ou de la mise en service. Les réacteurs suivants du même modèle bénéficient du retour d'expérience du réacteur tête de série, permettant une baisse des coûts et des délais, effet encore amplifiée par l'éventuelle économie d'échelle.

Sûreté

Phénomène de "corrosion sous contraintes"

Cet article concerne un événement récent (février 2023).

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La dernière modification de cette page a été faite le 16 février 2023 à 18:22.

Fin 2021 est détectée lors de la deuxième visite décennale du réacteur Civaux 1, l'apparition de microfissures à proximité de soudures sur les circuits d’injection de sûreté (dit circuit RIS) en lien avec un phénomène de corrosion sous contraintes (CSC). Ils permettent en cas d'incident sur le circuit primaire l'injection d'eau borée afin d'éviter la fusion du cœur.

Les réacteurs les plus sensibles à la CSC sont les 16 réacteurs de dernière génération soit :

Les 4 réacteurs du palier N4, tous atteints par le phénomène de CSC au niveau de leur circuit RIS et/ou RRA (Refroidissement du Réacteur à l'Arrêt).
Les 12 réacteurs du palier P'4, certains atteints et d'autres non (cf tableau) au niveau de leur circuit RIS uniquement, et dont les recherches ou réparations de CSC sont en cours.

Dans un premier temps les contrôles sont initialement destructifs avec découpe systématique des tronçons de tuyauterie suspects d'être atteint de CSC analyse en laboratoire et remplacement par des tuyauteries neuves. Cela entraine un arrêt prolongé et non programmé durant l'essentiel de l'année 2022 participant à la faible disponibilité du nucléaire français, le tout dans un contexte de crise énergétique mondiale. A partir de juillet 2022^[4] l'ASN valide un procédé de contrôle non-destructif développé par EDF à base d'ultrasons et de radiographies évitant la découpe et le remplacement de portions saines^[5]. En décembre 2022 EDF annonce le remplacement préventif de toutes les portions de tuyauterie potentiellement affectées dans tous les réacteurs P'4 non contrôlées jusqu'alors^[6].

Liste des réacteurs affectés par le phénomène et état des réparations^[6]'^[7].
Nom	Recherche effectuée	CSC averée	Méthode de réparation	Remarque
Flamanville 1	oui	en cours
Flamanville 2	oui	non*	Remplacement des sections retirées pour analyse	*Une soudure à été reprise, en lien avec un défaut de soudage initial, et non au phénomène de CSC "générique"
Belleville 1	prévue 2023		Remplacement préventif complet
Belleville 2	prévue 2023		Remplacement préventif complet
Cattenom 1	oui / prévu 2023	oui	Réparation d'1 ligne RIS	Remplacement préventif des 3 autres lignes RIS prévu
Cattenom 2	prévu 2023		Remplacement préventif complet
Cattenom 3	oui	oui	Réparation complète des 4 lignes RIS
Cattenom 4	oui	non	Remplacement des sections retirées pour analyse
Golfech 1	oui	en cours
Golfech 2	prévu 2023		Remplacement préventif complet
Nogent 1	prévu 2023		Remplacement préventif complet
Nogent 2	prévu 2023		Remplacement préventif complet
Penly 1	oui	oui	Remplacement des sections concernées par la CSC
Penly 2	oui	oui	Remplacement des sections concernées par la CSC

Bien qu'appartenant au palier P4, les 2 réacteurs Flamanville 1 et 2 ont été intégré au périmètre des premières recherches de CSC : début 2022 EDF ne sait pas encore quels réacteurs sont potentiellement atteints. Ces contrôles ont permis de valider les procédés de contrôle non destructif^[5].