Toute variation de puissance se traduit par une modification de la reactivite et de la dis­tribution spatiale de la puissance. Il est indispensable pour piloter un reacteur de disposer de moyens qui permettent de controler:

• la reactivite pour compenser l’usure du combustible, les effets de temperature, l’em — poisonnement par les produits de fission et l’effet de redistribution de puissance de fagon a maintenir le creur dans un etat critique; [45]

• soit d’AIC dans la partie inferieure et de carbure de bore B4C dans la partie su — рёпеиге afin d’avoir un potentiel antireactif suffisant en cas d’arret automatique. L’utilisation d’AIC en partie inferieure, partie la plus soumise a I’irradiation, evite les gonflements excessifs prejudiciables a la tenue de la gaine des crayons absorbants.

On distingue les grappes selon leur efficacite. Il existe deux types de grappes :

• les grappes noires, les plus efficaces, constituees de 24 crayons d’AIC pour les REP 900 MWe ou d’AIC + B4C sur les autres paliers;

• les grappes grises constituees de 8 crayons d’AIC seulement pour les REP 900 et 1300 MWe (12 pour le N4) et de 16 crayons en acier (12 pour le N4), materiau peu neutrophage.

Les grappes absorbent surtout les neutrons thermiques, creant une depression impor — tante du flux de neutrons et par consequent de la puissance nucleaire dans leur proche voisinage. D’un point de vue radial, la presence d’une grappe noire dans un assemblage en reduit la puissance relative d’environ 50 % et celle d’une grappe grise de 25 %. La distribution de puissance autour de l’assemblage s’en trouve affectee. Le deplacement d’un groupe de grappes peut aussi entramer des deformations globales axiales, radiales et azimutales. Par exemple, le deplacement d’un groupe de grappes situees en peripherie conduira a un basculement radial de la puissance vers le centre du creur. D’une maniere similaire, un groupe de grappes situees au centre va repousser la puissance vers l’exterieur au cours de son insertion. Les creurs des REP sont tres stables radialement par rapport aux oscillations xenon. Par contre, ils peuvent etre axialement instables. Un deplacement de grande amplitude peut entramer une oscillation xenon entre le haut et le bas du creur. La periode d’une telle oscillation est de l’ordre de 32 heures, aussi devra-t-on etre particulie — rement prudent si on realise avec les grappes des variations de charge quotidiennes.

La presence de grappes totalement ou partiellement inserees dans le creur pendant une longue periode agit aussi sur la distribution d’epuisement. La partie de l’assemblage ou la grappe est inseree s’epuise peu et, en cas de retrait, la puissance sera plus forte qu’elle ne l’eut ete avec un epuisement normal. Il se cree localement un pic de puissance qui peut etre inacceptable vis-a-vis des marges de fonctionnement, en particulier par rapport au seuil maximum de puissance lineique. De plus, l’insertion partielle des grappes provoque un sous-epuisement global de la partie haute du creur. En cas de retrait des grappes, la distribution de puissance va alors se piquer vers le haut. Pour eviter ces problemes, on limite la duree de fonctionnement autorise avec les groupes inseres.

Il faut noter que le pic de puissance lorsque les grappes sont inserees ne se situe pas au meme endroit que celui qui peut apparaTtre apres le retrait des grappes. Le premier est « loin » des grappes la ou le flux remonte lorsqu’elles sont inserees tandis que le deuxieme est proche des grappes.

Les grappes de controle sont reparties en plusieurs groupes :

• les groupes d’arret utilises en cas d’arret automatique. L’antireactivite apportee par les groupes d’arret doit permettre un arret immediat du reacteur. Ils sont toujours hors du reacteur des que le creur est critique; [46]

• le groupe de regulation de temperature utilise pour controler finement la reactivite en respectant un programme de temperature.

L’emplacement, le nombre, la nature et la constitution des groupes de controle de­pendent du type de reacteur et du mode de pilotage envisage.

Les grappes de controle sont utilisees pour agir rapidement sur la reactivite afin de :

• faire varier la puissance,

• compenser l’effetde redistribution de puissance,

• controler le desequilibre axial de puissance,

• reguler la temperature.

Lorsque l’on veut deplacer le groupe de regulation de temperature pour empecher une oscillation axiale de xenon de se developper (il s’agit d’un ensemble de grappes affectees au maintien de la temperature moderateur dans sa bande morte), on procede de maniere indirecte en faisant varier la concentration en bore dans le circuit primaire ce qui entraTne une modification de la reactivite du creur. Par effet de contre-reactions, la temperature moyenne s’ajuste afin de conserver la puissance constante et la reactivite nulle. Des que la valeur de la temperature moyenne sort de sa bande morte (± 0,83 °C avec un hysteresis de 0,3 °C), le systeme de regulation de la puissance effectue les actions suivantes (figure 9.9):

• le groupe s’extrait si la temperature est trop faible et la distribution axiale de puis­sance evolue vers le haut du creur;

• le groupe s’insere si la temperature est trop elevee et l’effet inverse se produit sur la distribution de flux.

L’efficacite differentielle du groupe de regulation de temperature est de 2 a 5 pcm/pas (1 pas ~ 1,6 cm) dans sa bande de manreuvre. Pour deplacer ce groupe, il faut alors bien doser la dilution ou la borication.

Figure 9.9. REP 900 MWe : regulation de la temperature.

9.1.2.З.2. Le bore soluble

Le bore est un absorbant utilise sous forme d’acide borique dissous dans I’eau du circuit primaire. En faisant varier la concentration en bore, I’operateur peut agir sur la reactivite.

Les variations de la concentration en bore sont obtenues en injectant:

• de l’eau fortement boree (borication) pour diminuer la reactivite;

• de l’eau pure (dilution) pour augmenter la reactivite.

Dans les deux cas, une quantite egale a celle apportee via le circuit de controle vo — lumetrique et chimique (RCV) est soutiree afin de garder un volume d’eau constant dans le circuit primaire. Les actions de borication et de dilution contribuent a la production d’effluents retraites par des resines avant rejet dans l’environnement.

L’action de la borication ou de la dilution n’est pas instantanee puisqu’il faut compter pres de quinze minutes entre l’ordre de borication et son effet dans le creur. Ce delai est lie au temps d’injection et au temps d’homogeneisation dans le circuit primaire. La vitesse de dilution est d’autant plus lente qu’il y a moins de bore dans le circuit primaire (cas fin de cycle). Ce delai empeche pratiquement d’utiliser le bore pour repondre a des variations instantanees de reactivite ou de puissance. Le bore soluble est alors principalement utilise pour compenser les effets a moyen et a long terme :

• variation de l’empoisonnement xenon et samarium;

• usure du combustible et apparition de produits de fission.

Le bore est egalement utilise pour maintenir le creur a un niveau de sous-criticite suffisant lors des arrets.

La presence de bore dans le creur ne perturbe que tres faiblement la distribution de puissance parce que sa repartition dans le creur est homogene.