En raison des difficultes de modelisation des processus conduisant a la rupture des crayons combustibles dans le cas de l’accident d’ejection de grappe, on se refere a des criteres empiriques definis experimentalement (« tirs » effectues sur des reacteurs d’essais de type CABRI en France, NSRR au Japon et SPERT aux Etats-Unis). Ces criteres de decouplage permettent de garantir la non-dispersion du combustible dans le refrigerant en cas d’ac — cident d’ejection de grappe. Ceux-ci se declinent en criteres locaux (au point chaud du creur ou pour l’assemblage haut burn-up) et generaux (thermohydraulique creur).

Au point chaud du creur, les criteres sont les suivants :

• l’enthalpie du combustible au point le plus chaud doit etre inferieure a 225 cal/g pour le combustible non irradie (burn-up nul) et a 200 cal/g pour le combustible irradie (burn-up < 47 GWj/t);

• la fusion du combustible est limitee a 10 % en volume du combustible au point chaud, meme si l’enthalpie moyenne de la pastille est inferieure a la valeur du critere precedent;

• la temperature maximale de la gaine au point chaud doit rester inferieure a la tem­perature de fragilisation de la gaine, soit 1482 °C pour des transitoires rapides qui ne donnent lieu qu’a une faible oxydation de la gaine.

Pour les assemblages haut burn-up (taux de combustion superieur a 47 GWj/t et jusqu’a 52 GWj/t), les criteres de decouplage a respecter sont les suivants : [41]

• la largeur a mi-hauteur du pulse de puissance vu par le combustible doit etre supe — rieure а 30 ms;

• la temperature de la gaine ne doit pas depasser 700 °C;

• l’epaisseur de zircone doit rester inferieure a 100 pm.

En outre, on impose un critere de decouplage vis-a-vis d’eventuels rejets radioactifs dans l’environnement:

• sur l’ensemble du creur, le pourcentage de crayons susceptibles d’entrer en crise d’ebullition doit rester inferieur a 10 %.

Enfin, vis-a-vis de la deuxieme barriere, le pic de pression du circuit primaire doit rester inferieur a 190 bar.

On distingue deux niveaux de protections vis-a-vis de l’accident d’ejection de grappe (figures 8.21 et 8.22) :

• a puissance minimale, ou pour une puissance inferieure a 10 % PN, l’arret automa — tique sera provoque par le signal de haut flux nucleaire gamme puissance seuil bas (25 % PN).

• pour une puissance superieure a 25 % PN, l’arret automatique sera provoque par le signal de haut flux seuil haut (109 % PN).

Les arrets automatiques intervenant en deuxieme niveau risquant d’etre tardifs ou ab­sents, il a ete necessaire de dimensionner un second ordre de protection susceptible d’in — tervenir en premier niveau, quel que soit le niveau de puissance nucleaire. Il s’agit de I’ordre d’arret automatique par augmentation rapide de flux nucleaire ^ positif.

Notons toutefois que lorsque I’AAR intervient, le point critique du transitoire est deja depasse puisque l’excursion de puissance est terminee et que le depot d’energie aussi. L’AAR ne sert done « qu’a arreter» le reacteur apres le transitoire neutronique et ther — mique. Le bon comportement du creur est aussi assure par ses caracteristiques neutro — niques intrinseques (efficacite des grappes, coefficient Doppler, …).

9.1. Fonctionnement et pilotage du reacteur

Le pare electronucleaire frangais est constitue de 58 tranches nucleaires de type REP. Elies fournissent environ 80 % de l’electricite consommee quotidiennement en France. Or, la consommation electrique varie non seulement au cours de la journee, mais aussi selon la periode de l’annee et en fonction de l’activite economique. Il est donc demande de faire participer les centrales nucleaires a l’equilibre global production/consommation a l’instar des centrales thermiques et hydrauliques. Il est alors necessaire de disposer du pilotage le plus souple possible pour moduler la puissance fournie par les tranches. On peut ainsi gagner en manreuvrabilite et en disponibilite, tout en maTtrisant la sQrete des installations.

9.1.1. Fonctionnement

La conduite d’une tranche nucleaire vise a satisfaire les deux objectifs suivants :

• sQrete irreprochable : respect des Specifications techniques d’exploitation (STE);

• disponibilite maximale : satisfaction des besoins du client, le reseau.