Nouveaux projets internationaux de recherche

L’IFSN participe à deux projets de recherche internationaux de grande envergure. Les projets fournissent des données sur les phénomènes de vieillissement des réacteurs et sur le comportement opérationnel et défaillant de barres de combustible. Les résultats sont intégrés dans les évaluations de sécurité de l’IFSN.

L’IFSN a rejoint deux nouveaux projets de recherche internationaux sous l’égide de l’Agence pour l’énergie nucléaire (AEN) dans le cadre de sa recherche réglementaire sur la sécurité.

L’Agence pour l’énergie nucléaire (AEN) de l’Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE) encourage l’utilisation sûre et pacifique de l’énergie nucléaire et soutient un grand nombre de projets de recherche à cette fin. La Suisse compte parmi les 33 pays membres.

Que fait l’AEN

L’AEN, dont le siège est à Paris, soutient ses pays membres dans la poursuite du développement des fondements techniques, scientifiques et juridiques. Elle encourage une compréhension commune des questions clés de la sûreté nucléaire et prépare des prises de position qui peuvent servir de base à la prise de décisions par les États membres. Ses compétences de base sont multiples : sécurité des réacteurs, surveillance des installations nucléaires, gestion des déchets radioactifs, radioprotection, analyses économiques et techniques du cycle du combustible, droit et responsabilité en matière d’énergie nucléaire, questions économiques et sociales, et information du public. L’AEN soutient un grand nombre de projets de recherche dans ces domaines spécialisés.

L’IFSN a inclus deux nouveaux projets de recherche de l’AEN dans son programme. Il s’agit de l’AEN FIDES (Framework for Irradiation Experiments) pour les expériences d’irradiation dans les réacteurs de recherche et de l’AEN SMILE (Studsvik Material Integrity Life Extension) sur les phénomènes de vieillissement.

AEN FIDES : expériences d’irradiation dans des conditions de réacteur

Le programme FIDES est conçu comme un successeur du projet de réacteur de Halden. Diverses institutions de recherche effectuent des expériences d’irradiation dans des réacteurs de recherche, dans lesquels de petits échantillons sont soumis localement aux conditions des réacteurs de puissance. Ces expériences servent principalement à l’étude des combustibles, et accessoirement à l’étude des matériaux structurels.

Des expériences d’irradiation sont également menées dans le réacteur LVR-15 du Centre de recherche tchèque Řež dans le cadre de l’AEN FIDES pour étudier les combustibles. Image : Centre výzkumu Řež

Les expériences permettront de tester les combustibles au niveau de leurs marges de sécurité, notamment de leur comportement en cas de défaillance. Par exemple, en France et en Belgique, les barres de combustible doivent être testées à cet effet afin de déterminer l’importance des marges de sécurité pour l’intégrité des barres de combustible à des niveaux de puissance élevés. Cela signifie que les tests permettront de tirer des conclusions sur les niveaux de puissance jusqu’auxquels les gaines des barres restent intacts, même si le combustible à l’intérieur commence déjà à fondre.

Ces résultats sont particulièrement pertinents pour l’IFSN, du fait que les expériences sont menées sur des combustibles fortement usés et que des taux de combustion relativement élevés sont atteints en Suisse en comparaison internationale. Outre les combustibles courants, de nouveaux types de combustibles présentant une tolérance accrue aux défaillances doivent également être étudiés. Ces expériences sont essentielles à l’évaluation complète de ces nouveaux développements.

Les études sur les matériaux de structure portent principalement sur leur fragilisation et leur susceptibilité à la fissuration sous l’effet de l’irradiation neutronique. Actuellement, aucune expérience n’est menée dans ce domaine. Toutefois, des expériences correspondantes sont déjà prévues.

La première phase du projet durera jusqu’en 2023. Des institutions de 13 pays y participent actuellement. L’IFSN s’intéresse aux résultats de ces expériences, car des essais comparables dans les conditions d’un réacteur ne seraient pas possibles en Suisse, tant pour des raisons de coûts que par manque d’un réacteur approprié. En participant aux comités techniques, l’IFSN a également la possibilité d’apporter ses propres idées sur la conception des expériences.

AEN SMILE : recherche pour la sécurité de l’exploitation à long terme

Projet SMILE de l’AEN : des échantillons activés provenant des centrales nucléaires suédoises sont transportés vers l’entreprise Studsvik dans un conteneur blanc de 29 tonnes (photo ci-dessous). Là, les échantillons sont stockés dans des bassins d’eau d’environ huit mètres de profondeur et traités à des fins de recherche. Photo : Studsvik

Dans le cadre du projet SMILE, des échantillons de matériaux seront prélevés jusqu’en 2025 sur trois réacteurs suédois désaffectés : sur les cuves de pression du réacteur, les parties internes du cœur, les supports de pression et les composants du circuit de refroidissement. 16 organisations de huit pays participent à ce projet. L’intérêt de la recherche est d’examiner les échantillons de matériaux pour divers processus de vieillissement, par exemple la fragilisation due à l’impact des neutrons, le vieillissement thermique ou la formation de fissures et le comportement en fatigue.

Les études sur les matériaux qui ont été exposés aux conditions réelles des réacteurs pendant des décennies sont précieuses pour la Suisse en ce qui concerne l’exploitation à long terme des centrales nucléaires. Le projet SMILE peut approfondir et améliorer l’état des connaissances et la base de données sur les phénomènes de vieillissement. Cela correspond également à l’un des points centraux de la stratégie de recherche de l’IFSN.

Ce projet de grande envergure fournit notamment à l’IFSN des informations sur l’orientation des programmes de surveillance du vieillissement appliqués dans les centrales nucléaires suisses. Les programmes de surveillance sont basés sur des modèles des différents phénomènes de vieillissement. Grâce à ces nouvelles découvertes, les modèles actuellement utilisés peuvent être revus. En outre, l’IFSN peut utiliser les résultats pour évaluer les concepts qui ont été conçus pour une exploitation à long terme.

Pourquoi l’IFSN s’engage dans des projets de recherche

La recherche sur la sécurité réglementaire sert de base aux activités de surveillance de l’IFSN et renforce son expertise indépendante. L’IFSN participe dès lors dans un grand nombre de projets de recherche. Le programme de recherche s’étend des projets sur les combustibles et les matériaux au comportement des systèmes, en passant par les séquences de défaillance et à la gestion des déchets.

En particulier dans le cas de projets internationaux, l’IFSN bénéficie non seulement des résultats des expériences, mais aussi de l’échange technique avec les experts des autres institutions participantes. Le programme de recherche actuel est présenté en détail dans chaque Rapport sur la recherche et les expériences.