Champagne chez EDF ! Après douze longues années d’attente, l’EPR de Flamanville peut enfin s'éveiller. EDF a annoncé le 3 septembre 2024 que la divergence avait été acquise à 15h54, après avoir reçu la veille de l'Autorité de sûreté nucléaire (ASN) le feu vert en vue de lancer la «recherche de criticité puis de première divergence» au cœur du réacteur. C’est une étape clé dans le démarrage du réacteur le plus puissant de France. Elle correspond au début de la réaction en chaîne qui se produit lorsqu’un neutron vient heurter un noyau fissile, un atome d’uranium 235 enrichi à 4,2% dans le cas de l’EPR, ce qui libère des neutrons et dégage une grande quantité d’énergie.
Les neutrons libérés viennent à leur tour percuter d’autres noyaux fissiles et ainsi de suite. La première divergence correspond ainsi au moment où la réaction en chaîne de fission nucléaire démarre. Elle marque le début du premier cycle de Flamanville 3 et la montée en puissance du réacteur. La divergence est considérée comme réussie lorsque 0,2% de la puissance nucléaire du réacteur est atteint.
La réaction est initiée en diminuant la concentration en bore de l’eau du circuit primaire et en extrayant une à une les 89 grappes de commande qui bloquent les neutrons issus de la fission des noyaux d’uranium au milieu des 241 assemblages de combustibles, de l’uranium enrichis, placés au cœur de la cuve du réacteur. Ce sont ces grappes qui servent à piloter le réacteur et à moduler sa puissance.
Cette opération, qui doit être lancée dans la foulée de l'autorisation de l'ASN «prend quelques dizaines d'heures», précise Régis Clément, directeur adjoint de la division production nucléaire d'EDF. Il a indiqué le 2 septembre à 20h30 que les équipes étaient «dans les starting-blocks»pour démarrer l'opération.
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Une représentation sonore pour guider les opérateurs
La divergence est contrôlée depuis la salle de commande de l’EPR, entièrement numérique, par deux opérateurs, l’un à la manœuvre, l’opérateur action, l’autre à la surveillance. Ils sont notamment guidés par un signal sonore, comme une frappe de marteau sur du bois de plus en plus rapide, reflétant la population de neutrons qui touchent un détecteur situé dans la cuve. «Chaque son représente 1000 neutrons qui viennent toucher le détecteur, explique François Tronet, formateur process de l’EPR de Flamanville, dans le simulateur, lors d’une visite presse le 9 juillet. Cela donne aux opérateurs une représentation sonore de ce qui se produit dans le réacteur.»
L’opération est préparée et répétée depuis des mois par les équipes de contrôle commandes dans le simulateur, qui reproduit à l’identique la salle de commande : ses quatre grands écrans et ses deux pupitres de commande, ainsi que son back-up analogique. Sur les écrans, les opérateurs peuvent suivre l’état du circuit primaire, avec l’un suivi de la puissance du réacteur, la température de l’eau du circuit primaire, sa pression et la concentration en bore, un élément chimique ayant la propriété d'absorber les neutrons produits par la réaction nucléaire et secondaire.
Un démarrage "au point mort" avant le couplage au réseau retardé de 3 mois
La grande quantité d’énergie dégagée lors de la réaction en chaîne sert à porter et à maintenir les 300 m3 d’eau borée du circuit primaire à 320°C et 155 bars de pression. Cette eau bouillante, qui circule via 4 pompes de 8 mégawatts (MW), ira échanger ses calories dans un échangeur de chaleur, qui transformera en vapeur l’eau du circuit secondaire pour faire tourner les quatre corps de la turbine Arabelle qui à leur tour entraîneront l’alternateur qui produira l’électricité. Cette étape n’est déclenchée que lorsque que 25% de la puissance nucléaire est atteinte et nécessite le raccordement avec le réseau. Prévue initialement à la fin de l'été, elle serait maintenant prévue pour la fin de l'automne, a prévenu EDF le 2 septembre, repoussant donc encore de trois mois son planning de mise en service.
Cette étape, appelée couplage, requiert une autorisation de l’Autorité de sûreté nucléaire. Avant cela, la vapeur produite est évacuée et refroidie avant d’atteindre la turbine, qui est maintenue en attendant par un système de vireur à 8 tours minutes pour ne pas se déformer. La divergence s'apparente donc à «démarrer une voiture tout en restant au point mort», explique François Tronet. Si cette première divergence critique était attendue avec impatience, l’opération deviendra ensuite banale. Elle sera répétée des dizaines voire centaine de fois durant les 60 ans de vie prévue du réacteur. Elle aura lieu à chaque redémarrage à la suite des arrêts fortuits ou programmé pour chargement du combustible, pour démarrer un nouveau cycle, de maintenance ou de visite décennale.
Durant la phase actuelle de démarrage initial de Flamanville 3, la divergence sera répétée au moins à chaque arrêt programmé par EDF à 10% de puissance, 25%, 60% et 80% pour tests, avant que l’EPR atteigne ses 100% de puissance. Ce cap, qui n'était pas attendu avant fin 2024, sera mécaniquement lui aussi repoussé d'au moins trois mois, soit dans le courant du premier semestre 2025.
