Défense en profondeur : systèmes d’exploitation et conduite de l’exploitation (3/13)

Lors du fonctionnement en puissance, les systèmes d’exploitation assurent la transmission vers la turbine, sous forme de vapeur, de l’énergie thermique produite dans le réacteur. La turbine entraîne une génératrice qui produit de l’énergie électrique.

Dans un réacteur à eau sous pression, la vapeur est produite par un échangeur de chaleur (un générateur de vapeur). Sur un réacteur à eau bouillante, cette vapeur est directement produite dans la cuve de pression du réacteur. Les systèmes d’exploitation comprennent par exemple tous les équipements nécessaires à l’exploitation normale, c’est-à-dire les pompes de fluide caloporteur, le système de barres ou de grappes de commande pour le pilotage d’exploitation de la puissance du réacteur, le système d’alimentation en eau et le système de récupération des condensats. Pour que ces systèmes d’exploitation fonctionnent, ils doivent être associés à toute une série de fonctions d’alimentation. L’une des fonctions d’alimentation les plus importantes est l’alimentation en énergie électrique. D’autres fonctions d’alimentation concernent par exemple la fourniture d’air comprimé de commande, d’huile de lubrification et d’eau d’obturation.

Réacteur à eau bouillante

1. Cuve du réacteur
2. Barre de commande
3. Assemblage combustible
4. Turbine haute pression
5. Turbine basse pression
6. Alternateur
7. Transformateur
8. Condeuseur
9. Refroidissement (tour aéroréfrigérante ou eau de rivière)

Un réacteur à eau bouillante (REB) fonctionne avec un circuit unique : le circuit eau-vapeur. L’eau dans la cuve de pression du réacteur est chauffée par les éléments combustibles. La vapeur en résultant est transmise directement dans les turbines. Au contraire des réacteurs à eau pressurisée (REP), les turbines et d’autres parties en dehors du confinement sont exposées aux radiations dans un REB. En Suisse, le REB est employé dans les centrales nucléaires de Leibstadt et de Mühleberg.

Réacteur à eau sous pression

1. Cuve du réacteur
2. Barre de commande
3. Assemblage combustible
4. Générateur de vapeur
5. Turbine haute pression
6. Turbine basse pression
7. Alternateur
8. Transformateur
9. Condenseur
10. Refroidissement (tour aéroréfrigérante ou eau de rivière)

Un réacteur à eau pressurisée (REP) est exploité avec deux circuits séparés : les circuits primaire et secondaire. Alors que l’eau sous pression est chauffée par la chaleur des assemblages combustibles dans le circuit primaire ; le circuit secondaire sert en premier lieu à la production de vapeur. Celle-ci est ensuite acheminée dans les turbines. Le circuit secondaire reste ainsi exempt de particules radioactives provenant du réacteur. Lors de travaux de maintenance, cette caractéristique peut être un avantage par rapport à un réacteur à eau bouillante (REB). En Suisse, le REP est employé dans les centrales nucléaires de Beznau et de Gösgen.

Ces systèmes d’exploitation constituent des systèmes n’assurant pas de rôle vital en matière de sécurité. Ils sont donc exclusivement conçus pour assurer l’exploitation normale. Mais comme la panne ou le dysfonctionnement de ces systèmes peuvent considérablement pénaliser l’exploitation, une grande importance est attachée à la haute qualité et à la probabilité de défaillance la plus faible possible de leurs composants. Une disponibilité élevée, et donc une production fiable d’énergie électrique par la centrale, sont ainsi assurées. Cela suppose un très faible nombre de défaillances.

Il en va donc aussi de l’intérêt économique de l’exploitant que les systèmes d’exploitation du niveau de sécurité 1 fonctionnent d’une manière aussi fiable que possible. Néanmoins, les incidents de fonctionnement aboutissent à la sollicitation de systèmes des niveaux de sécurité 2 et 3. En comparaison avec l’exploitation normale non perturbée, une telle sollicitation augmente la probabilité de dommages causés au cœur du réacteur. La fiabilité des systèmes d’exploitation revêt donc indirectement une grande importance pour la sécurité.

Conduite de l’exploitation

Pour garantir la continuité d’un fonctionnement fiable et sûr, il est indispensable que l’exploitation elle-même soit assurée de manière soigneuse et prudente. Les systèmes d’exploitation sont surveillés en permanence en salle de commande principale et lors des rondes effectuées par l’équipe de quart. Tout incident de fonctionnement est affiché en salle de commande afin que le personnel de quart prenne les mesures correctives qui s’imposent.

L’état des systèmes et des composants fait l’objet d’un contrôle visuel et les valeurs mesurées sont notées et évaluées lors de ces rondes dans l’installation. Le personnel est familiarisé avec l’installation et constate donc le moindre incident de fonctionnement, même mineur.

Des tests de fonctionnement périodiques permettent de s’assurer du fonctionnement parfait de la totalité des systèmes. Il s’agit en particulier des systèmes de limitation et de sécurité des niveaux de sécurité 2 et 3. Ces systèmes doivent être aussi prêts à fonctionner lors de conditions d’exploitation normale s’ils devaient être sollicités. Lorsque les critères définis sont atteints, les fonctions de sécurité et de limitation sont automatiquement déclenchées ; mais elles peuvent également l’être manuellement à l’initiative de l’opérateur qui doit alors respecter les prescriptions prévues.

Importante sécurité grâce aux briefings

Toutes ces tâches sont menées en suivant des instructions d’exploitation. Les tâches effectuées sont documentées afin de permettre une exploitation centralisée de leurs résultats. Les tendances découlant de certaines valeurs mesurées permettent entre autres de détecter des difficultés potentielles comme par exemple s’il faut s’attendre à des problèmes liés aux altérations dues au vieillissement.

La surveillance chimique et radiologique de l’eau des différents circuits a pour but de s’assurer que les systèmes sont mis en œuvre pour éviter la corrosion, que des conditions radiologiques aussi favorables que possible pour le personnel et l’environnement sont mises en place, et que des rejets dans l’environnement sont minimisés.

Les travaux à réaliser sont mis au point avec tous les participants avant toute intervention sur l’installation. Les points critiques sont alors mis en évidence. La communication entre tous les participants est assurée en permanence, tandis que les instructions font l’objet d’un examen de leur actualité et de leur pertinence. Ce n’est que lorsque tous ces points ont été examinés et validés que le travail proprement dit peut commencer. Cet exposé préparatoire de mission (Pre Job Briefing) constitue un élément essentiel d’une fiabilité et d’une sécurité élevées de l’exploitation.

Les 5 niveaux de la défense en profondeur

Il s’agit de la troixième des treize parties de la série d’articles sur la défense en profondeur. L’article suivant porte sur la maîtrise des écarts. 

Cet article a été actualisé le 30.11.2018.