Réacteur pressurisé européen

Le réacteur EPR™ (rebaptisé aussi US-EPR aux États-Unis) est un projet de réacteur nucléaire de troisième génération (classification internationale), conçu et développé par Areva NP au cours des années 1990 et 2000. Quatre réacteurs de type EPR sont actuellement en cours de construction : un en Finlande (Olkiluoto), un en France (Centrale nucléaire de Flamanville) et deux autres en Chine (Taishan). D'autres projets sont à l'étude, en particulier en Angleterre, aux États-Unis, en Italie, pour un total de 23 réacteurs.

Ce réacteur, qui dérive du N4 français de Framatome et du Konvoi allemand de Siemens, a pour objectif d’améliorer la rentabilité économique et la sûreté par rapport à celles des précédents réacteurs à eau pressurisée. Il est destiné aux pays disposant d'un réseau électrique de forte capacité capable de distribuer une puissance électrique de l'ordre de 1 600 mégawatts. Le réacteur EPR est conçu pour utiliser de l’uranium enrichi à 5 % et éventuellement du combustible nucléaire MOX (jusqu'à 100 % selon Areva NP).

L'EPR est un réacteur à eau pressurisée (REP). Par rapport aux tranches REP actuellement en service en France, l'EPR est plus complexe (il dispose de plus de circuits de sûreté) et plus gros (puissance de 1600 MW contre 1450 pour les derniers réacteurs construits en France) . L'EPR est un réacteur à eau sous pression, conçu pour répondre aux normes de sûreté édictées par les autorités de sûreté allemande et française au cours des années 1990. Techniquement, il s'appuie sur les concepts de type N4 et Konvoi (modèles de réacteurs nucléaires de la gamme des 1 400 MW respectivement français et allemand).

Les évolutions par rapport à la filière précédente, demandées par les autorités de sûreté nucléaire (française et allemande) qui l'ont certifié, sont supposées limiter les risques d'accidents et notamment le risque de fusion du cœur du réacteur qui contient l'uranium enrichi, à réduire les doses de radiations susceptibles d'affecter le personnel, et à diminuer les émissions radioactives dans le milieu environnant. Selon ses concepteurs, la probabilité d'accident serait réduite d'un facteur dix, le niveau d'exposition du personnel aux radiations, d'un facteur deux, et le niveau d'activité des rejets, d'un facteur dix, par rapport aux installations les plus récentes en service.

Sur le plan de la compétitivité, l'accroissement de puissance et un meilleur taux d'utilisation du combustible, de l'oxyde d'uranium enrichi à 5 % d’U, ou un oxyde mixte uranium-plutonium (MOX), devraient, selon les promoteurs de l'EPR, conduire à une diminution sensible du coût du kWh nucléaire.

Selon ses concepteurs, l'EPR est étudié pour fournir 22 % de plus d'électricité qu'un réacteur traditionnel à partir de la même quantité de combustible nucléaire et pour réduire de 15 à 30 % le volume de déchets radioactifs générés grâce à une combustion plus complète de l'uranium « sachant que ces progrès associés à l'augmentation des taux d'irradiation concerneront aussi pour une large partie le parc actuel ».

Sur le plan technique, l’EPR se distingue notamment par son enceinte de confinement composée de deux parois de béton de 1,3 m d'épaisseur et par un nouveau dispositif appelé « récupérateur de corium » destiné à recueillir la partie du cœur fondu qui traverserait la cuve, en situation de fusion du cœur (accident exceptionnellement grave comme celui qui s'est produit à Tchernobyl). Sans cela, dans cette situation, les matériaux du cœur en fusion pourraient s'enfoncer dans la terre et contaminer l'environnement (syndrome chinois).

Le réacteur EPR possède plusieurs protections actives et passives contre les accidents nucléaires :

• quatre systèmes de refroidissement d'urgence indépendants, chacun étant capable de refroidir le réacteur après son arrêt ;
• un conteneur de fuite radioactive autour du réacteur ;
• une enceinte de confinement en cas de fusion du cœur ;
• des murs faits de deux épaisseurs séparées, totalisant 2,6 m d'épaisseur totale.

Génie civil

Pièces forgées

Étant donné qu'aucun réacteur n'a été construit récemment par les Français, il n'y a pas eu d'investissements d'Areva NP sur sa chaîne de fabrication de cuve autres que ceux nécessaires à la maintenance des réacteurs en exploitation (remplacement des couvercles de cuve par exemple). Areva NP sous-traite la fabrication de la cuve de l'EPR finlandais à l'entreprise japonaise Japanese Steel Works. Areva NP affirme que cette sous-traitance est due aux délais imposés par la Finlande pour la mise en service de l'EPR et aux délais de réalisation d'investissements productifs dans la chaîne de fabrication. En revanche, Areva NP prévoit de fabriquer la cuve de l'EPR français sur ses chaînes de production.

Risque d'explosion de vapeur d'eau

Une étude de l'Association internationale des médecins pour la prévention de la guerre nucléaire (IPPNW) estime en 2003 que le réacteur EPR pourrait occasionner de puissantes explosions de vapeur, à même d'aboutir à la rupture de l'enceinte de confinement.

L’Institut de protection et de sûreté nucléaire (IPSN) avait identifié un risque possible dans une première analyse en 2000, et, en 2005, le problème a été identifié et résolu selon le Commissariat à l'énergie atomique (CEA).

Une telle explosion nécessiterait cependant une fonte du cœur et la percée de la cuve du réacteur, qui est un des accidents les plus graves pour un réacteur à eau pressurisé (Tchernobyl était de type RBMK ; Réacteur de grande puissance à tubes de force). Un tel évènement ne s'est jamais produit sur l'ensemble du parc actuel de type REP (durant l'accident de Three Mile Island, il y a bien eu fonte partielle du cœur, mais la cuve est restée intègre). Areva, constructeur du réacteur EPR, affirme avoir mené des études probabilistes montrant que la probabilité d'occurrence de cet évènement est limitée à 10 / a**n (un accident de ce type tous les millions d'années de fonctionnement d'EPR). Cette probabilité d'occurrence est annoncée comme étant 10 fois moins importante pour le réacteur EPR que pour les réacteurs actuellement en service.

Risque terroriste

Selon ses concepteurs, l'enceinte de confinement du réacteur EPR a été dimensionnée pour résister aux dégâts provoqués par la chute d'un avion de chasse. Anne Lauvergeon, PDG d'Areva (constructeur de l'EPR), affirma le 10 juillet 2005 que le réacteur EPR est « conçu pour résister à tout, y compris les chutes d’avions ».

Les capacités réelles de résistance de l'enceinte en béton sont en partie classées secret défense. Selon les autorités, il s'agit d'éviter que des terroristes éventuels puissent dimensionner leur attaque en fonction de sa résistance. Selon les opposants, il s'agit au contraire de cacher à la population une vulnérabilité qui contredit les discours officiels.

Le Réseau Sortir du nucléaire conteste les affirmations d'Areva et estime que l'EPR ne résisterait pas à une chute d'avion de ligne : il a rendu public en 2003 un document confidentiel défense issu d'EDF relatif à la prise en compte du risque de chute d'avion dans la conception de l'EPR. John Large, un expert britannique indépendant, mandaté par Greenpeace, affirme en mai 2006 que « l'analyse d'EDF semble être technique et solide, mais quand on regarde en détail, elle ne tient pas », et affirme que la quantité de carburant embarquée dans un avion commercial pourrait provoquer une explosion et que les locaux abritant le combustible pourraient ne pas résister au choc causé par la chute de l'appareil .

Pour EDF, « EPR prend en compte la chute d’un avion commercial et comporte des dispositions pour se prémunir contre les effets et conséquences d’une telle chute » (existence de quatre trains de sauvegarde distincts, d’une coque de protection en béton autour de certains bâtiments, prise en compte pour le dimensionnement des différents effets d’une telle chute d’avion…).

La classification secret défense des informations techniques fait l'objet d'une polémique ; Stéphane Lhomme, porte-parole du Réseau « Sortir du nucléaire », a été placé en garde-à-vue le 16 mai 2006 par la Direction de surveillance du territoire (DST), sur réquisition de la section antiterroriste du Parquet de Paris, pour possession d'un document classé « secret défense » relatif à la sûreté du réacteur EPR vis-à-vis du risque de chute d'avion, ce qui a suscité diverses protestations. Le lendemain, pour protester contre cette garde à vue, diverses organisations (Réseau Sortir du nucléaire, Greenpeace, Les Amis de la Terre, etc.) ont publié sur leur site web une copie du document confidentiel défense.

Risque lié au système informatique de sécurité

Plusieurs autorités de sûreté nucléaire européennes (dont celle de la France) ont émis des inquiétudes au sujet du système informatique de sécurité qui ne distinguerait pas les opérations quotidiennes des fonctions capitales. En effet, la partie du logiciel chargée de contrôler le fonctionnement normal et celle agissant en cas de problème seraient trop dépendantes l'une de l'autre.

Différences de EPR par rapport aux réacteurs REP antérieurs

L'EPR ayant été conçu au début des années 90, ses promoteurs le présentent comme étant « évolutionnaire » et non point « fortement innovant ». Selon eux, il contient malgré tout un assez grand nombre d'avancées non négligeables qui font progresser la technologie des REP électrogènes à boucles.

Différences en termes de sûreté

Un « récupérateur » de corium en matériau réfractaire peut dans le cas hypothétique d'une fusion de cœur ayant conduit au percement de la cuve maintenir celui-ci dans l'enceinte et le réfrigérer.

Les traversées de fond de cuve des PWR Westinghouse et Framatome des générations antérieures qui constituent une faiblesse de celle-ci ont été supprimées.

Les systèmes d'injection de sécurité ont été renforcés et l'adoption d'une organisation dites « à 4 fois 100 % » présente un niveau de fiabilité qui est présenté comme plus important que le système précédent tout en facilitant la maintenance en service.

Les Autorités de Sûreté allemande et française ont donné leur aval sur ce modèle de réacteur. Ce point est important pour l'accès au marché mondial et la certification a été très longue et difficile dans ce cadre multinational.

Différences en termes de performances

Avec de nouveaux générateurs de vapeur, la pression secondaire atteint quasiment 80 bars ce qui, d'après les promoteurs de l'EPR, représente la valeur conduisant au maximum de rendement pour un cycle à eau vapeur saturée soit sensiblement 36 % contre 34 % pour les réacteurs antérieurs.

La conception générale a été revue de façon à accroître la disponibilité. On peut notamment citer l'augmentation de la redondance de certains équipements, de façon à pouvoir en assurer la maintenance sans avoir à arrêter l'exploitation du réacteur.

Finlande

• Olkiluoto 3. Client: TVO, mise en service initialement prévue en 2009, repoussée jusqu'en 2012 en raison de problèmes techniques et de retards successifs. En effet, le chantier rencontre des difficultés industrielles ayant donné lieu à 38 mois de retard et 2,5 milliards d'euros de surcoût.
• La construction d'un deuxième EPR, sur le site de Loviisa, serait à l'étude.

France

• Chantier en cours d'un EPR à Flamanville 3 (Maître d'ouvrage : EDF, mise en service prévue en 2014). Le chantier a été suspendu partiellement par l'Autorité de Sûreté nucléaire française de mi mai à mi juin 2008. Les surcoûts pour ce réacteur sont évalués à 20%.

• Annonce le 30 janvier 2009 par Nicolas Sarkozy de la construction d'un EPR à Penly 3 (Maître d'ouvrage : EDF). Le chantier pourrait commencer en 2012.

• Un troisième EPR n'est pas d'actualité.

Chine

AREVA et l'électricien chinois CGNPC ont annoncé, le 26 novembre 2007, la signature d'un contrat portant sur la construction de deux centrales nucléaires EPR sur le site de Taishan dans la province du Guangdong. Associé à un contrat de fourniture de combustible et de services, le montant du contrat s'élève à 8 milliards d'euros.

La signature de ce contrat fait suite à plus de trois ans de discussions entre AREVA et ses interlocuteurs chinois. AREVA avait en particulier participé en 2006 à un appel d'offre en Chine pour la construction de 6 réacteurs nucléaires de troisième génération. Au terme de près de trois ans de négociation, Westinghouse a remporté un contrat pour la construction de 4 AP1000, au prix d'un important transfert technologique.

Début mars 2009, la construction de ces EPR n'avait toujours pas été commencée.

États-Unis

• Un EPR américain pourrait être construit sur le site de Calvert Cliffs.

Aux États-Unis, l'électricien Constellation Energy et Areva se sont associés au sein du consortium UniStar Nuclear pour promouvoir l'EPR. Le nom du réacteur a été changé en US-EPR. Areva a demandé à la NRC (Autorité de sûreté nucléaire des États-Unis) la certification de l'EPR, sans laquelle aucune construction n'est possible. La procédure doit durer jusqu'en juin 2011.

Le 18 février 2009, la NRC a annoncé que seuls des réacteurs résistant à un crash d'avion de ligne pourraient être construits aux États-Unis.

Le 23 avril 2009, le producteur américain d'électricité AmerenUE renonce provisoirement au projet de construction d'un réacteur nucléaire EPR prévu dans le Missouri, évoquant un problème d'ordre financier.

Autres

• Le 25 mai 2007, EDF et Areva ont annoncé envisager la construction d'un ou plusieurs EPR au Royaume-Uni. Ils devraient pour cela engager prochainement une démarche de certification auprès des autorités britanniques.
• En décembre 2008, l'Afrique du Sud a annoncé l'annulation de son programme nucléaire de réacteurs.
• D'après le quotidien Le Parisien, un porte-parole du CEA a expliqué que « le groupe français Areva a été sollicité par les autorités libyennes dès le mois de juin pour présenter le tout-dernier modèle de centrale nucléaire EPR »., mais le Président Nicolas Sarkozy a démenti, lors de son séjour aux USA en août 2007, le projet de vente d'un réacteur EPR au régime libyen.
• Abou Dabi était en négociation pour quatre réacteurs proposés par Areva, Suez et Total, mais le 28 décembre 2009, Abou Dabi annonce préférer l'offre coréenne.