Point de vue d un Fabricant de gros équipements nucléaires

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1 Journée technique AFIAP du 27 Mai 2008 Analyse de risque des ESP, et pris en compte du comportement en service à la conception Point de vue d un Fabricant de gros équipements nucléaires Philippe Malouines A.I. AREVA NP

2 Pressuriseur Gros équipements? Générateurs de vapeur Réacteur Pompe primaire 2 AREVA NP 2

3 La réglementation spécifique aux équipements sous pression Nucléaires, International ASME: processus de certification pour approbation par NRC, processus d approbation du site par l Exploitant (Etudes de danger ), puis application de l ASME III div.1 par le Constructeur surveillé par une AIA: pas d analyse de risque par équipement, le code répond aux critères de défaillance potentiel, avec éventuellement des compléments exigés par la NRC lors de la Certification. Finlande: ASME/RCC-M accepté pour les gros équipements par le STUK en SC1, SC2( ); analyse de risque en SC3, SC4 et CE: risque pression majeur, pas de méthode ou de formalisme spécifique. Chine/Afrique du Sud: RCC-M, règlements Français antérieurs acceptés. 3 AREVA NP 3

4 La réglementation spécifique aux équipements sous pression Nucléaires Arrêté ESPN en France: Annexe 1: 1. Préliminaire et généralités: l'exploitant fournit au fabricant la description de toutes les situations dans lesquelles peut se trouver l'équipement, en cohérence avec le rapport de sûreté de l'installation à laquelle il est destiné, complété par les dossiers associés, ainsi que l'ensemble des charges à prendre en compte pour chaque situation. Le fabricant réalise l'analyse de risques prévue à l'alinéa 3 des remarques préliminaires de l'annexe 1 du décret du 13 décembre 1999 susvisé, en tenant compte des données fournies par l'exploitant et du caractère radioactif du fluide qu'il contiendra. 2. Conception: l'équipement est conçu de manière à minimiser le risque de perte d'intégrité en tenant compte des altérations des matériaux envisageables. La conception se fonde sur des mesures propres à réduire le risque de défaillance et sur une méthode de calcul visant à vérifier que la conception garantit bien le niveau de sécurité requis. Ces mesures sont mises en œuvre afin de réduire les risques liés : - à la fatigue thermique oligocyclique ou à grand nombre de cycles ; aux comportements thermiques différents de matériaux soudés ensemble ; à la fatigue vibratoire ; aux pics locaux de pression ; au fluage ; aux concentrations de contraintes ; aux phénomènes de corrosion ; aux phénomènes thermo hydrauliques locaux nocifs; à la vidange de l'équipement en cas de rupture de tuyauterie. La méthode de calcul peut être complétée par une méthode expérimentale de conception. La conception tient compte du vieillissement dû à l'irradiation Qualification technique: Le fabricant identifie préalablement à la fabrication les composants qui présentent un risque d'hétérogénéité de leurs caractéristiques lié à l'élaboration des matériaux ou à la complexité des opérations de fabrication prévues 4 AREVA NP 4

5 Limites de l analyse de risque Rapport de Sûreté: Rapport Préliminaire en vue de l Autorisation de Construction de la tranche. Analyse de risque des équipements et ensembles sous pression: s intéresse au risque pression et à la radioprotection des personnes, telle que peut être maitrisée au niveau des équipements et ensembles. Qualification technique: s intéresse à sécuriser la fabrication des composants élémentaires essentiels à l intégrité des équipements N1 De la maitrise du risque majeur au risque micro au niveau de la matière, ou au niveau de sa probabilité d apparition 5 AREVA NP 5

6 Les principes de l analyse de risque de la DESP Phénomènes dangereux: risque Identification des modes de défaillances 2, liés aux sollicitations 1, dans des conditions raisonnablement prévisibles: les modes de défaillance 2 ont pour conséquence des dommages 3 Risque à identifier 3, vis-à-vis de la pression et de la radio protection Détermination des exigences essentielles appliquées à l équipement 4 6 AREVA NP 6

7 1 Quelles sollicitations pour les ESPN? Les sollicitations sont issues des situations vues par l équipement ou par l ensemble. Ces situations viennent des conclusions du Rapport de Sûreté, qui s intéresse à la tranche dans sa globalité. L Exploitant en déduit des situations et charges, qu il doit fournir au Fabricant, par ensemble ou par équipement. ESP: Conditions raisonnablement prévisibles: Situations normales, exceptionnelles, d essai ESPN: Situations hautement improbables, voire «Accident grave». Ces scénarios incluent par exemple : Les ruptures de tuyauteries Une chute d avion: défini dans le rapport de Sureté; se concrétise au niveau des équipements par des sollicitations proches de celles du séisme (choc, incendie, agression chimique externe,..); Une fusion du cœur: bien évidemment, les exigences essentielles de sécurité ne sont plus applicables; il est attendu que la centrale se stabilise en arrêt. L analyse de risque au niveau des équipements n est pas nécessairement le meilleur outil de compréhension pour ces cas. AREVA s appuie sur les catégories définies dans le RCC-M 7 AREVA NP 7

8 2 Mode de défaillance des ESPN Identiques aux ESP : EN RCC-M 2007: 8 AREVA NP 8

9 3 Dommages et risques 1/2 9 AREVA NP 9

10 3: Dommages et risques 2/2 Peut on envisager de quantifier un dommage sur une (des) échelles de mesure; peut on envisager de calculer des probabilité d apparition, pour chaque équipement, et ensuite au niveau d ensembles? En terme de recherche, et en terme d études, En terme de vérification d équipements existants, et en se basant sur des données démontrées par l expérience En terme de projet industriel tel que l EPR de Flamanville: - les données de référence sont le Parc déjà construit, et les tranches exploitées depuis 20 ans, et le retour d expérience intégré dans le code RCC-M, et les spécifications technique d AREVA (France/ Allemagne). RCC-M: code dédié aux ESPN,N1, N2 10 AREVA NP 10

11 3 Risques conventionnels: XP CEN/TS AREVA NP 11

12 3 Risques nucléaires spécifiques aux ESPN Risques liés à la circulation du fluide et à l environnement (régimes nocifs de vibration par écoulement) Risques liés aux dégradations métallurgiques d origine mécanique (évolution de défauts métallurgiques) Fuites internes et fuites externes Risques liés aux purges, remplissages et vidanges (notice d instruction) Risques induits pour l équipement (dégradation des internes) Risques mis en lumière le REX (Retour d Expérience capitalisé) 12 AREVA NP 12

13 4 Exigences essentielles appliquées à l équipement 1/2 Base: exigences essentielles de l annexe 1 du Décret , retenues lors de la description des dommages,(et sans le marquage CE) Exigences de l annexe 1 de l arrêté ESPN (pour le N1) Exigences de l annexe 2 de l arrêté ESPN (pour le N2) Exigences de l annexe 3 de l arrêté ESPN (pour le N3) Exigences de l annexe 4, au travers de l application du Guide EDF, de l arrêté ESPN (pour le N1, N2, N3), pour ce qui est de la prise en compte des risques d exposition aux radiations, que ce soit au stade de la conception ou de la fabrication, ou de l utilisation dans les instructions de service. 13 AREVA NP 13

14 4 Exigences essentielles appliquées à l équipement 2/2 Gros équipements N1 (N2): démonstration de la réduction du risque à partir des annexes ZZ, ZY1,ZY2, et ZY4 du RCC-M AREVA NP 14

15 Analyse de risque et analyse fonctionnelle L analyse fonctionnelle concerne l équipement, et chaque composant de l équipement: chaque composant est conçu pour assurer cette fonction (peu de composant n ont pas d utilité dans un ESPN!): l analyse de la perte de fonction de l équipement est plutôt dans le champ du Rapport de Sûreté: l équipement fait partie d un système (CPP/CSP/ ), et d un ensemble soumis lui-même à une analyse de risque, L analyse de la perte de fonction des composants sous pression, et des composants essentiels pour l intégrité de l équipement, est l objet de l analyse de risque, L analyse de la perte de fonction des autres composants revient à s interroger: Sur les fondements des Codes RCC-M/ ASME III Sur la pertinence de l intégration du REX dans les Codes, Sur la pertinence des spécifications additives du Fabricant/ Exploitant. Le fabricant établit une classification des composants ayant un impact réel en terme de sûreté, pression, radioprotection. 15 AREVA NP 15

16 La cindynique (du grec ancien κίνδυνος / kíndunos, danger) regroupe les sciences qui étudient les risques. On les appelle aussi «sciences du danger». Elles s'intéressent plus particulièrement au risque industriel et plus spécifiquement aux risques majeurs. Cette appellation a été créée en 1987 lors d'un colloque tenu à la Sorbonne. En guise de conclusion: De la même façon que la DESP n a pas rendu dangereux au 30 mai 2002 les appareils poinçonnés à la tête de Cheval, est il possible de s appuyer sur des conceptions et fabrications industrielles qui ont démontré leur sûreté, pour livrer un produit sûr, conforme à une nouvelle réglementation? Est-ce une question de fond ou de forme? Merci de votre attention 16 AREVA NP 16