Chimie des milieux primaire et secondaire des centrales nucléaires REP françaises

Le parc nucléaire français compte 58 tranches nucléaires de type REP (réacteurs à eau pressurisée), de puissance électrique allant de 900 à 1 450 MWe, réparties sur 19 sites.

La durée de fonctionnement d'une tranche nucléaire de type REP, dont le principe de fonctionnement est synthétisé dans un encadré (§ 1), est réexaminée tous les 10 ans. Elle est aujourd'hui estimée à 40 ans. Pour estimer cette durée et dès le début de l'exploitation, il est nécessaire de connaître les principaux modes de dégradation des composants des réacteurs et d'assurer leur maintien en bon état de fonctionnement ou de procéder à leur remplacement quand c'est possible. Les phénomènes de corrosion des parties métalliques des circuits primaires et secondaires sont à l'origine de la plupart des dégradations constatées. En plus des effets directs de la corrosion sur les matériaux (risque de fissuration, fragilisation, perte de masse), il existe des effets indirects qui vont contribuer à l'apparition de phénomènes où les produits de corrosion libérés sont responsables de dépôts dans des zones sensibles, de l'encrassement et du colmatage des générateurs de vapeur (GV) du côté secondaire et sont aussi à l'origine de la radioactivité déposée dans le circuit primaire.

Pour maîtriser les différents phénomènes, plusieurs leviers d'action sont nécessaires. Que ce soit l'amélioration continue des procédés de fabrication des composants, ou encore des modes de fonctionnement optimisés, le choix d'une chimie adaptée constitue finalement un des outils principaux pour maintenir en bon état les composants des différents circuits. L'eau étant le principal vecteur des éléments en solution, le contrôle des paramètres chimiques durant toutes les phases de l'exploitation permet de maîtriser la plupart des phénomènes de dégradation.

Par ailleurs, plus récemment, les évolutions de la chimie doivent prendre en compte les différents enjeux de la loi TSN codifiée dans le Code de l'environnement, qui place au même niveau les différents intérêts protégés par la loi (sûreté, radioprotection, protection de l'environnement, santé et sécurité).

La première partie de l'article est consacrée au circuit primaire et la deuxième au circuit secondaire des centrales REP françaises. Dans chaque partie, les principaux modes de dégradation et les enjeux associés sont présentés, suivis par le choix du conditionnement chimique par circuit. Enfin, des voies nouvelles d'optimisation sont proposées.