Maintenance Du Genie Civil Des Centrales Nucleaires 12-2010

Partie 4Partie 4Partie 4Partie 4

Maintenance du génie civil Maintenance du génie civil éédes centrales nucléairesdes centrales nucléaires

Jean Luc Valfort Jean Luc Valfort –– EDF CIPN Service génie civilEDF CIPN Service génie civil 4747Les ouvrages de génie civil du parc nucléaire en exploitationLes ouvrages de génie civil du parc nucléaire en exploitation

Thèmes abordésThèmes abordésThèmes abordésThèmes abordésHi t iHi t i•• HistoriqueHistorique

•• Spécificités du nucléaireSpécificités du nucléaire

•• Objectifs de la maintenanceObjectifs de la maintenance

•• Domaine d’applicationDomaine d’application

•• RéférentielRéférentiel

•• Principe de classement des défautsPrincipe de classement des défauts

•• Optimisation du délai de réparationOptimisation du délai de réparation

•• Coûts générés pour le nucléaireCoûts générés pour le nucléaire


Coûts générés pour le nucléaireCoûts générés pour le nucléaire

HistoriqueHistoriqueHistoriqueHistoriqueP l é i l él é iP l é i l él é i•• Pour les matériels électromécaniquesPour les matériels électromécaniques

– Actions de maintenance mises en place dès la mise en service des tranches en complément des essais périodiquestranches en complément des essais périodiques

•• Pour le génie civilPour le génie civil

Un suivi existe depuis l’origine sur certains ouvrages mais rien de– Un suivi existe depuis l origine sur certains ouvrages mais rien de systématique avant 1991

– Prise de conscience tardive (à l’occasion de crises qui ont révélé des ( qécarts par rapports aux hypothèses de conception)

• Image du béton « indestructible »

• Structures épaisses donc robustes

• Culture des exploitants orientée vers le matériel plutôt que vers le génie civil


Spécificités du nucléaireSpécificités du nucléaireA.S.N.A.S.N. = AAutorité de SSûreté NNucléaire

Spécificités du nucléaireSpécificités du nucléaireC é i t t t d û téC é i t t t d û té•• Conséquences importantes en terme de sûreté en Conséquences importantes en terme de sûreté en cas de défaillancecas de défaillance

– Nécessité d’assurer une maintenance des ouvrages

– Nécessité d’une formalisation et d’une traçabilité des actions çpour pouvoir rendre des comptes à l’A.S.N. (assurance de la qualité)

•• Coût de l’indisponibilité très importantCoût de l’indisponibilité très important

300 à 500 k€ par jour suivant le marché et le réacteur concerné– 300 à 500 k€ par jour suivant le marché et le réacteur concerné

– Achat sur le marché de l’électricité coûteux en période de pointe


Objectifs de la maintenanceObjectifs de la maintenancejj•• A court et moyen termeA court et moyen terme

– Garantir que les fonctions et exigences restent assurées (sûreté)

– Détecter de manière précoce les défautsDétecter de manière précoce les défauts

– Éviter ou limiter leurs conséquences (perte d’exploitation)

•• A long termeA long terme

– Mettre en œuvre les actions préventives de manière à assurer la pérennité des ouvrages pour une durée d’exploitation de 40 ans au moins (bénéficier le plus longtemps possible de l’ ti t fi i d )l’amortissement financier des ouvrages)

– Permettre un démantèlement dans de bonnes conditions de û té t d é ité


sûreté et de sécurité

Domaine d’applicationDomaine d’applicationOuvrages IPS et nonOuvrages IPS et non IPSIPS

IPSIPS -- Bâtiment du réacteurBâtiment du réacteur(enceinte de confinement)(enceinte de confinement)

Ouvrages IPS et nonOuvrages IPS et non--IPSIPS

NonNon--IPSIPS -- Salle des machinesSalle des machines

IPSIPS -- Bâtiment du Bâtiment du combustiblecombustible

IPSIPS -- Bâtiments Bâtiments périphériques et électriquepériphériques et électrique

IPSIPS -- Bâtiment des auxiliaires Bâtiment des auxiliaires nucléairesnucléaires


nucléairesnucléaires

Domaine d’applicationDomaine d’applicationDomaine d applicationDomaine d application

•• Ouvrages non IPSOuvrages non IPS

L i t ti i à l’ ti i ti d l’ l it ti t d

IPSIPS = IImportant ppour la ssûreté

– La maintenance participe à l’optimisation de l’exploitation et de la production

Li it l é i d d’i di ibilité d l’ til d d ti– Limiter les périodes d’indisponibilité de l’outil de production

•• Ouvrages IPSOuvrages IPSgg

–– 1er objectif : maintenir le niveau et les fonctions de 1er objectif : maintenir le niveau et les fonctions de sûretésûretérequisrequisqq

– 2ème objectif : idem ouvrages non IPS


Domaine d’applicationDomaine d’applicationppppZoom sur les ouvrages IPSZoom sur les ouvrages IPS

• Ils assurent ou participent à une fonction de sûreté

– Contrôle de la réactivité du cœur du réacteur

– Refroidissement du combustible nucléaire

– Confinement des produits radioactifsConfinement des produits radioactifs

• Leur défaillance induirait celle d’un équipement ayant une fonction de sûretéfonction de sûreté

– Tenue structurelle aux différents cas de charge de dimensionnement

• Ils servent à limiter les conséquences liées aux conditions climatiques et aux agressions internes ou externes


– Incendies, inondations, conditions climatiques extrêmes

Quelles sont les exigences ?Quelles sont les exigences ?gg•• 4 types d’exigences principales pour les ouvrages de génie civil4 types d’exigences principales pour les ouvrages de génie civil

–– Résistance structurelleRésistance structurelle

• Exploitation, agressions climatiques, séisme, …

–– Étanchéité à l’air (et à la vapeur en APRP)Étanchéité à l’air (et à la vapeur en APRP)

• Mise en dépression des locaux (confinement)

APRP ( i t d fi t) diti li ti

APRPAPRP = AAccident de pperte de rréfrigérant pprimaire, il s’agit d’une rupture du

• APRP (enceinte de confinement), conditions climatiques

–– Étanchéité à l’eauÉtanchéité à l’eau

• Confinement inondation conditions climatiques

circuit primaire (montée brutale en pression et en température dans l’enceinte de confinement

Confinement, inondation, conditions climatiques

–– Tenue à l’APRP (à l’intérieur du bâtiment du réacteur)Tenue à l’APRP (à l’intérieur du bâtiment du réacteur)

• Assurer une non dégradation des revêtements et peintures afin d’éviter la pollution de la filtration du système RIS/EAS assurant la circulation d’eau dans le bâtiment du réacteur en situation accidentelle (refroidissement du combustible)

•• La maintenance doit être définie en fonction de ces exigences propres à La maintenance doit être définie en fonction de ces exigences propres à


chaque ouvragechaque ouvrage

Quelles sont les exigences ?Quelles sont les exigences ?Un exemple : les peintures à l’intérieur du bâtiment du réacteurUn exemple : les peintures à l’intérieur du bâtiment du réacteur

Filtration

Fond du bâtiment réacteur

Filt ti


Filtration



Quelles sont les exigences ?Quelles sont les exigences ?Un exemple : les peintures à l’intérieur du Un exemple : les peintures à l’intérieur du

•• ProblématiqueProblématique

bâtiment du réacteurbâtiment du réacteur Recirculation de l’eau de refroidissement après filtration

–– Risque de mise en cause d’une fonction de Risque de mise en cause d’une fonction de sûreté : évacuation de l’énergie dégagée par le sûreté : évacuation de l’énergie dégagée par le combustiblecombustible

Filtres RIS/EAS

–– Comment le risque s’exprimeComment le risque s’exprime--tt--il ?il ?

• Par colmatage par des débris de peinture de laEau chargée de débris

FiltrationPar colmatage par des débris de peinture de la filtration située en amont des systèmes de recirculation de l’eau permettant le refroidissement du réacteur en cas d’accident (systèmes RIS et EAS)

Fond du bâtiment réacteurZones so rces

–– Comment neutraliser ce risque ?Comment neutraliser ce risque ?

• Sélection sévère des peintures auprès des industriels

Zones sourcesArrivée de l’eau et des

débris

• Suivi en continu du vieillissement des peintures (concept de « on-going qualification ») : examens visuels et essais périodiques

RIS/EAS : collecte, filtration et


• En cas de résultats d’essais non satisfaisants : analyse de nocivité et travaux éventuels

Filtres RIS/EASfiltration et

recirculation de l’eau de refroidissement

Quelles sont les exigences ?Quelles sont les exigences ?ggUn exemple : les peintures à l’intérieur du bâtiment du réacteurUn exemple : les peintures à l’intérieur du bâtiment du réacteur

APRPAPRP = AAccident de pperte f

•• Réalisation d’essais dits «Réalisation d’essais dits « APRPAPRP »»

Pé i di ité t l 5

de rréfrigérant pprimaire, il s’agit d’une rupture du circuit primaire (montée brutale en pression et en température dans l’enceinte

– Périodicité : tous les 5 ans

– Conditions les plus représentatives possible d’une situation accidentelle (P T)

pde confinement

accidentelle (P, T)

– Sont concernés tous les systèmes de peinture dont la surface d’application est supérieure à 100 m2.pp p

– Réalisés sur 3 éprouvettes ou à défaut 3 prélèvements du système à contrôler

– Consistent en 1 essai thermo-hydraulique suivi d’un essai d’adhérence


Quelles sont les exigences ?Quelles sont les exigences ?Un exemple : les peintures à l’intérieur du bâtiment du réacteurUn exemple : les peintures à l’intérieur du bâtiment du réacteurUn exemple : les peintures à l intérieur du bâtiment du réacteurUn exemple : les peintures à l intérieur du bâtiment du réacteur

• Courbe thermohydraulique de la norme NFT 30-900y q

• Critères d’acceptation

– Ni écaillage

– Ni pelage

– Ni farinage Dispositif d’essaiDispositif d’essai

– Surface cloquée inférieure à 3%

100120140160180

re (°C

)

Exposition chimique et arrosageCourbe thermohydrauliqueCourbe thermohydraulique

– Craquelage traversant de longueur cumulée < 40 mm

– Adhérence après essai APRP > 0.2MPa0

20406080

100

Tempé

ratu

r

Profil maximal

Profil d'essaiProfil minimal

80 120 96 heures / 4 jours


1 10 100 1000 10000 100000 1000000Temps (secondes)

80 120 96 heures / 4 jours

Référentiel documentaireRéférentiel documentaire• Pyramide documentaire

– Doctrine de maintenance• Principes généraux

– PBMP par type d’ouvrage• Que contrôler ?

– Analyse des modes de défaillance et du retour d’expérience disponible pour chaque type d’ouvrage afin de définir ce qu’il faut contrôler

• Quelle périodicité– À définir en fonction de la cinétique des phénomènes physiques à

l’origine de la défaillance (généralement 5 ou 10 ans)

Documentation technique– Documentation technique• Critères à vérifier• Classement du défaut en première analyse vis-à-vis des critères

Gammes de maintenance– Gammes de maintenance• Déclinaison pratique sur chaque centrale qui organise la collecte

et le traitement de l’information par du personnel qualifié


Principe de classement des défauts pour Principe de classement des défauts pour chaque partie d’ouvrage contrôléechaque partie d’ouvrage contrôlée

A l h i d û té t/ d’ l it tiA l h i d û té t/ d’ l it ti•• Analyse pour chaque exigence de sûreté et/ou d’exploitation Analyse pour chaque exigence de sûreté et/ou d’exploitation associée à la partie d’ouvrage inspectéeassociée à la partie d’ouvrage inspectée

•• Répondre à la question : le défaut remetRépondre à la question : le défaut remet--il en cause cetteil en cause cette•• Répondre à la question : le défaut remetRépondre à la question : le défaut remet--il en cause cette il en cause cette exigence ? (positionnement par rapport à un requis de sûreté ou exigence ? (positionnement par rapport à un requis de sûreté ou d’exploitation)d’exploitation)

•• 4 réponses possibles4 réponses possibles

–– LL : llaisser le défaut en état (défaut stable et non nocif)

–– EE : nécessité de réaliser des éétudes plus poussées assorties d’un délai de réponse et de mesures palliatives éventuelles

–– SS : ssuivre l’évolution du défaut lors de la prochaine visite (défaut évolutif potentiellement nocif à terme)

RR : rréparer avant la prochaine visite (défaut nocif)


–– RR : rréparer avant la prochaine visite (défaut nocif)

Principe de classement des défauts pour Principe de classement des défauts pour chaque partie d’ouvrage contrôléechaque partie d’ouvrage contrôlée

•• RR : : rréparer avant la prochaine visiteéparer avant la prochaine visite

– Une analyse de nocivité est réalisée pour décider de la cinétique de traitement en fonction de l’urgence

• Immédiatement

Avant le redémarrage de la tranche• Avant le redémarrage de la tranche

• Entre 1 et 4 ans en préservant les ASRASRASR = aarrêt pour ssimple rrechargement du combustible

• Lors des lotissements des modifications (tous les 10 ans)


Schéma de principe du Schéma de principe du l t d déf tl t d déf tC té i tiC té i ti classement des défautsclassement des défautsCaractéristique Caractéristique

de l’ouvragede l’ouvrage

LL

SS

Critère

SS

tempstemps? ? EERR

? ? EE ? ? EE

T (5 ans)T (5 ans)

1ère visite1ère visite

T (10 ans)T (10 ans)

2ème2ème


1ère visite1ère visite 2ème 2ème visitevisite

Optimisation du délai de réparation Optimisation du délai de réparation (coût de la réparation)(coût de la réparation)

Étanchéité Étanchéité d t itd t itInjection de fissuresInjection de fissures

Caractéristique Caractéristique de l’ouvragede l’ouvrage

de toiturede toitureInjection de fissures Injection de fissures (complet)(complet)

Injection de Injection de fissures (partiel fissures (partiel

Critère

(p(p> 0.30 mm)> 0.30 mm)

tempstemps


Coûts générés par la Coûts générés par la maintenance du génie civilmaintenance du génie civil

•• 58 réacteurs en exploitation58 réacteurs en exploitation

•• Coût annuel de la maintenance du génie civilCoût annuel de la maintenance du génie civil

–– Réalisation des visites et inspections des ouvragesRéalisation des visites et inspections des ouvrages–– Réalisation des visites et inspections des ouvragesRéalisation des visites et inspections des ouvrages

• 3 M€ / an environ

• Soit 0,050 M€ / an / réacteur

–– Réalisation des travaux de maintenanceRéalisation des travaux de maintenance

• 200 M€ / an environ

S € / /


• Soit 3,500 M€ / an / réacteur

ConclusionConclusionConclusionConclusionP i d i t di ( b t d GC)P i d i t di ( b t d GC)•• Prise de conscience tardive (robustesse du GC)Prise de conscience tardive (robustesse du GC)

•• MaisMais : depuis mise en place d’une organisation: depuis mise en place d’une organisationMaisMais : depuis mise en place d une organisation : depuis mise en place d une organisation efficaceefficace

Né ité d t l ill d liéNé ité d t l ill d lié•• Nécessité de tracer la surveillance des ouvrages liés Nécessité de tracer la surveillance des ouvrages liés à la à la sûretésûreté

•• Intérêt pour l’entreprise de maintenir en bon état ses Intérêt pour l’entreprise de maintenir en bon état ses installations (amortissement financier)installations (amortissement financier)

•• Nécessité d’optimiser la maintenance (coût, Nécessité d’optimiser la maintenance (coût, périodicité)périodicité)


périodicité)périodicité)

Partie 5Partie 5Partie 5Partie 5

Démantèlement des Démantèlement des centralescentrales

Source : CIDENSource : CIDEN


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