Le projet FRACTESUS montre que la sûreté des réacteurs nucléaires peut être démontrée à l'aide de petits échantillons d'essai
Les centrales nucléaires vieillissent et sont exploitées de plus en plus longtemps. Les matériaux de surveillance (échantillons du même matériau que la cuve du réacteur) fournis pour garantir la sûreté des cuves de réacteurs se raréfient au fur et à mesure. Pour conserver suffisamment de matériel pour poursuivre ces tests à l'avenir également, nous devons donc utiliser des échantillons de test de plus en plus petits. Ce peuvent même être des fragments concassés d'échantillons déjà testés. L'objectif du projet FRACTESUS était de démontrer qu'il est possible d'évaluer la résistance à la rupture des cuves de réacteur en utilisant de petits échantillons plutôt que de grands morceaux. C'est désormais chose faite.
Le projet présente également un avantage financier. Par des vérifications supplémentaires (par exemple pour Doel 3 et Tihange 2 il y a quelques années), nous irradions parfois ces matériaux dans des réacteurs d'essai comme notre BR2. Le volume d'irradiation de ces réacteurs est limité et coûteux. L'utilisation d'échantillons plus petits permet d'optimiser le volume d'irradiation. En d'autres termes, tout le monde est gagnant.
Essais en laboratoire étayés par des calculs par éléments finis
Dans le cadre de ce projet, plus de 600 essais de résistance à la rupture ont été réalisés sur différents types d'acier, irradiés ou non. Pour étayer l'interprétation de ces essais, des calculs par éléments finis ont été effectués pour voir comment les petits échantillons d'essai (MC(T)) se comportent en comparaison avec les grands. Cette approche combinée a permis de déterminer l'utilisation optimale des échantillons MC(T) et de prouver la répétabilité et la reproductibilité des tests.
Quels ont été les principaux résultats ?
- Fiabilité des petits échantillons d'essai : le projet a montré que les petits échantillons d'essai sont aussi fiables que les grands pour tester la résistance à la rupture.
- Collaboration entre laboratoires : 21 partenaires de 14 pays différents et 14 laboratoires différents ont effectué ensemble plus de 600 tests, avec des résultats cohérents.
- Nouvelles directives et normes : de nouvelles directives pour l'utilisation de petits échantillons d'essai ont été élaborées. Ces directives sont actuellement examinées par un comité de normalisation (ASTM) en vue d'être officiellement incluses dans la norme ASTM E1921.
- Essais de matériaux : divers matériaux ont été étudiés, à la fois les matériaux de base et les matériaux de soudure, afin de confirmer que les petits échantillons d'essai pouvaient être utilisés.
Le projet contribue à maintenir l'énergie nucléaire sûre et durable, notamment en vue de prolonger la durée de vie du parc mondial de réacteurs existant. L'utilisation de petits échantillons d'essai permet de réutiliser du matériel déjà testé et de réduire les coûts pour les nouvelles irradiations, tout en permettant des évaluations fiables de la sécurité.
Étapes pour l'avenir
- Adaptation des normes : le SCK CEN participe activement à l'intégration des idées générées dans les normes internationales (par exemple ASTEM E1921).
- Réglementation : le SCK CEN encourage l'utilisation de petits échantillons de résistance à la rupture parmi les divers opérateurs nucléaires et les diverses autorités nationales de sûreté nucléaire.
- Valorisation : les développements réalisés dans le cadre du projet sont déjà appliqués dans de nouveaux contrats de service à l'intention de l'industrie nucléaire.
Horizon 2020
Ce projet a reçu un financement du programme de recherche et de formation d’Euratom 2019-2020 dans le cadre de la convention de subvention n° 900014.
