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Palier N4

réacteur nucléaire français de 2e génération développé par Framatome
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Le palier N4 correspond à un type de réacteur nucléaire à eau légère français de 2e génération, développé par Framatome. Il fait partie de la filière des réacteurs à eau pressurisée.

Vue de la centrale nucléaire de Chooz
Vue aérienne de la centrale nucléaire de Civaux

Sa puissance électrique nette est de 1 500 MWe, ce qui en a fait le modèle de réacteur nucléaire le plus puissant au monde de 2000 à 2018, jusqu'à la mise en service du premier EPR de la centrale nucléaire de Taishan, d'une puissance de 1 660 MWe.

Historique

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Le palier N4, pour « nouveau 4 boucles »[1] constitue le troisième et dernier palier du parc de réacteur nucléaire français de deuxième génération. Avec seulement 4 réacteurs construits, il fait suite aux 20 réacteurs de 1 300 MWe du palier P4/P'4, et aux 34 réacteurs de 900 MWe des paliers CP0 et CPY.

La Déclaration d'Utilité Publique (DUP) du palier N4 est obtenue en 1979 et l'avant projet est initié en 1982. Ce palier concrétise la francisation de ces réacteurs qui ne dépendent plus de la licence américaine Westinghouse (à la différence des réacteurs des paliers précédents CP0, CPY et P4/P'4)[2].

Comme pour les 58 autres réacteurs nucléaires français de deuxième génération, la chaudière nucléaire est fournie par Framatome et la salle des machines, comprenant le groupe turbo-alternateur, par Alsthom (depuis renommé Alstom)[3].

Amélioration comparativement aux réacteurs de 900 et 1 300 MWe

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Le palier N4 se différencie des paliers précédents par des améliorations substantielles des performances des générateurs de vapeur et des pompes du circuit primaire, ainsi que par la généralisation de technologies numériques pour le pilotage des réacteurs[2]. L'enceinte de confinement est constituée d'une double paroi étanche en béton hautes performances[2].

Comme les autres réacteurs nucléaires français, le combustible est fait d'uranium enrichi entre 3 et 5%. Les réacteurs du palier N4 ne sont pas autorisés à utiliser du combustible MOX[4],[5].

Caractéristiques techniques

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Article détaillé : Caractéristiques des différents réacteurs en France.

Le cœur du réacteur comporte 205 assemblages combustibles abritant chacun 264 crayons de pastille d'uranium pour un poids total de 110 t. Le combustible est du dioxyde d'uranium (UO2) faiblement enrichi de 3 à 5%. La cuve a une épaisseur de 230 mm, pour une hauteur de 13,65 m et un diamètre de 4,65 m.

Le circuit primaire possède quatre boucles permettant la circulation d'eau légère dans le cœur du réacteur, maintenue à l'état liquide par une pression à 155 bar. Les quatre générateurs de vapeur transmettent la chaleur du circuit primaire au circuit secondaire, et produisent une vapeur à 268,8 °C et 71 bar de pression. La puissance thermique délivré par la chaudière nucléaire est de 4 270 MWth, la puissance électrique brute en sortie d'alternateur est de 1 560 MWe, et la puissance électrique nette est de 1 500 MWe, ce qui confère un rendement de 35 %.

Le palier N4 est le premier palier en France à avoir un contrôle commande complétement numérique et une salle de commande modernisée. Le contrôle commande fut fourni par Atos WorldGrid[6].

Centrales nucléaires françaises pourvues de réacteurs N4

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Quatre réacteurs du palier N4 ont été construits et sont en service en France : deux à la centrale nucléaire de Civaux dans la Vienne, et deux à la centrale nucléaire de Chooz dans les Ardennes. EDF est l'exploitant de ces deux centrales. L'achèvement du parc des 58 réacteurs nucléaires français dans les années 1990, entraîne une surcapacité des moyens de production d'électricité en France[7]. Ainsi, à des fins de « lissage » permettant un meilleur étalement dans le temps de la mise en service des réacteurs, la mise en service des réacteurs du palier N4 est volontairement retardée de 4 ou 5 ans par rapport à leur première connexion au réseau (le délai normal de mise en service étant de quelques mois)[7].

Nom du réacteur Puissance Début construction Raccordement au réseau Début d'exploitation commerciale 1ère visite décennale 2ème visite décenale
Nette

(MWe)

Brute

(MWe)

Thermique

(MWth)

Chooz-B1[8] 1 500 1 560 4 270 [9] [10]
Chooz-B2[11] 1 500 1 560 4 270 [12] [13]
Civaux-1[14] 1 495 1561 4 270 [15] [16]
Civaux-2[17] 1 495 1561 4 270 [18] [19]

Note : une visite décennale durant plusieurs mois, la date indiquée correspond au début de l'arrêt.

En , Chooz-B2 devenait le réacteur nucléaire le plus productif en une année avec 12 512,93 GWh produits[20], ce qui constituait alors le record mondial. Ce résultat a été obtenu grâce à un taux de disponibilité annuel de 96,5 % et un facteur de charge de 95 %[20]. Ce record est battu par l'EPR de Taishan-2 avec 12 884,1 GWh produits en 2023[21].

Sûreté

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Phénomène de « corrosion sous contraintes »

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Fin 2021 est détectée lors de la deuxième visite décennale du réacteur de Civaux-1, la présence de microfissures sur des zones de soudures du circuit d’injection de sécurité, dit circuit RIS, permettant, en cas d'incident sur le circuit primaire, l'injection d'eau borée afin d'éviter la fusion du cœur. Ces microfissures sont dues à un phénomène de corrosion sous contraintes (CSC). Ce phénomène de CSC atteint également le circuit de refroidissement du réacteur à l'arrêt, dit RRA. Les quatre réacteurs du palier N4 sont atteints au niveau de leurs circuits RIS et RRA. De même certains réacteurs du palier P'4 sont atteints, mais uniquement au niveau de leur circuit RIS.

Les quatre réacteurs N4 sont rendus indisponibles durant toute l'année 2022, le temps de l'identification du phénomène et du remplacement de toutes les portions de tuyauterie concernées[22],[23]. Cela participe à l'indisponibilité historique du parc nucléaire français en 2022, dans un contexte de crise énergétique européenne et mondiale.

Le 10 mai 2023 le dernier des quatre réacteurs du palier N4 en réparation, Chooz-B1, est reconnecté au réseau national[24].

Références

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  1. ↑ EDF Document de référence 2005, page 31, EDF, 18 mai 2006
  2. ↑ a b et c « UARGA - Le site de retraités et d'anciens du nucléaire », sur www.uarga.org (consulté le )
  3. ↑ Les réacteurs à eau sous pression, EDP Sciences, (ISBN 978-2-7598-2455-7, DOI 10.1051/978-2-7598-2455-7, lire en ligne)
  4. ↑ Autorité de sûreté nucléaire, « Centrale nucléaire de Civaux », sur www.asn.fr (consulté le )
  5. ↑ Autorité de sûreté nucléaire, « Centrale nucléaire de Chooz B », sur www.asn.fr (consulté le )
  6. ↑ Gaétan Raoul, LeMagIT, « Sur le campus Iseran (Atos), passé, présent et futur du nucléaire cohabitent » (consulté le )
  7. ↑ a et b La construction de l'EPR de Flamanville - Rapport au président directeur général d'EDF, Vie-publique.fr, 25 octobre 2019.
  8. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  9. ↑ Autorité de sûreté nucléaire, « Visite décennale, maintenance et rechargement en combustible du réacteur n° 1 », sur www.asn.fr (consulté le )
  10. ↑ Autorité de sûreté nucléaire, « Arrêt pour visite décennale du réacteur 1 », sur www.asn.fr (consulté le )
  11. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  12. ↑ Autorité de sûreté nucléaire, « Arrêt pour première visite décennale du réacteur n°2 de la centrale », sur annual-report.asn.fr (consulté le )
  13. ↑ Autorité de sûreté nucléaire, « Arrêt pour visite décennale du réacteur 2 », sur www.asn.fr (consulté le )
  14. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  15. ↑ Autorité de sûreté nucléaire, « Arrêt pour visite décennale du réacteur n° 1 », sur annual-report.asn.fr (consulté le )
  16. ↑ Autorité de sûreté nucléaire, « Arrêt pour deuxième visite décennale du réacteur 1 », sur www.asn.fr (consulté le )
  17. ↑ « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  18. ↑ Autorité de sûreté nucléaire, « Arrêt pour visite décennale du réacteur n° 2 », sur www.asn.fr (consulté le )
  19. ↑ Autorité de sûreté nucléaire, « Arrêt non planifié puis pour deuxième visite décennale du réacteur 2 », sur www.asn.fr (consulté le )
  20. ↑ a et b « PRIS - Reactor Details », sur pris.iaea.org (consulté le )
  21. ↑ Kevin CHAMPEAU, « Nouveau record : voici le réacteur nucléaire le plus productif de l'histoire de l'humanité », (consulté le )
  22. ↑ « Point actualité unités de production Civaux - 02/2023 », sur EDF,
  23. ↑ Corrosion sous contrainte, retour sur une année inédite, sfen, 24 janvier 2023
  24. ↑ « Redémarrage de l’unité n°1 de la centrale de Chooz : les deux réacteurs produisent à pleine puissance ! », sur EDF,

Voir aussi

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Articles connexes

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