2.3 Inox, alliage 690, réparations : les pièges des soudures nucléaires

Les circuits d'un réacteur à eau sous pression associent des aciers de construction, des aciers inoxydables austénitiques et des alliages à base de nickel. La NF EN ISO 15614-1 couvre d'ailleurs explicitement le soudage à l'arc du nickel et de ses alliages, à côté des aciers.

Pour le soudeur, cela veut dire des matériaux sensibles à la chaleur apportée, à la propreté et à la protection gazeuse, et des produits d'apport imposés par le DMOS, sans substitution possible. L'édition 2024 du RCC-M a d'ailleurs fait évoluer les règles de qualification et d'acceptation des produits d'apport.

Les précautions générales sur les inox (protection envers en TIG, décapage et passivation après soudage) sont traitées dans la formation soudeur et dans l'article décapage et passivation de l'inox après soudure. En nucléaire, elles ne sont pas laissées à l'appréciation de l'atelier : elles figurent dans le DMOS et dans le programme de fabrication.

L'autorité de sûreté a documenté de longue date un phénomène touchant certaines zones en alliage de nickel des réacteurs :

« L'Inconel 600 en contact avec l'eau du circuit primaire peut présenter des fissures dues à un phénomène de corrosion. »

— ASN, programme de maintenance des zones en Inconel 600 des réacteurs électronucléaires

La réponse a été de remplacer ce matériau par l'alliage 690, décrit par la même page comme un « matériau non sensible à ce phénomène ». L'enseignement pour le soudeur dépasse la chimie : dans le nucléaire, un matériau peut être retiré après des années de service parce que l'exploitation a révélé un mode de dégradation.

Chaque intervention sur ces zones suit donc un dossier spécifique, et chaque soudure réalisée s'ajoute à l'historique de la pièce. D'où l'importance de la traçabilité joint par joint : dans vingt ans, quelqu'un devra savoir qui a soudé, avec quoi et selon quelle procédure.

Le 21 octobre 2021, lors de contrôles sur le réacteur 1 de la centrale de Civaux, des indications de corrosion sous contrainte ont été découvertes au niveau de soudures des tuyauteries du circuit d'injection de sécurité (RIS), en acier inoxydable austénitique. L'ASN a consacré un dossier public à ce phénomène, qui a ensuite conduit à des contrôles sur d'autres réacteurs.

La corrosion sous contrainte associe trois ingrédients : un matériau sensible, un milieu agressif et des contraintes mécaniques. Les soudures sont des zones où les contraintes résiduelles et la microstructure diffèrent du métal de base : ce sont des endroits à surveiller par construction.

Le soudeur ne maîtrise ni le milieu ni le choix du matériau. Il maîtrise en revanche l'application exacte du mode opératoire, qui conditionne une partie des contraintes résiduelles et de la microstructure de la zone soudée.

Le 7 mars 2023, l'ASN a classé au niveau 2 de l'échelle INES un événement concernant le réacteur 1 de la centrale de Penly. Une fissure de corrosion sous contrainte y avait été découverte sur une soudure :

L'élément le plus instructif pour un soudeur est dans l'explication donnée : cette soudure avait fait l'objet d'une « double réparation lors de la construction », une opération « susceptible de modifier ses propriétés mécaniques et les contraintes internes du métal dans cette zone ». L'exploitant a ensuite lancé un programme de contrôle des soudures réparées.

Pour les soudures du circuit secondaire principal de l'EPR de Flamanville, l'ASN a indiqué en juin 2019 que les huit soudures de traversée de l'enceinte devaient être réparées. Elle motivait sa position par « la nature et le nombre particulièrement important des écarts survenus lors de la conception et de la fabrication », qui ne permettaient pas de s'appuyer sur la démarche dite d'exclusion de rupture.

Le rapport remis au président d'EDF le 28 octobre 2019 sur la construction de l'EPR consacre un chapitre à « une perte de compétences généralisée » et insiste sur le soudage :

« Une attention particulière doit être apportée aux métiers du soudage : des efforts considérables de formation initiale et d'entretien des compétences devront être entrepris […]. »

— Rapport « La construction de l'EPR de Flamanville », 28 octobre 2019

Le détail de cet épisode et de ses suites sur l'organisation qualité est traité au chapitre traçabilité, points d'arrêt et écarts. À retenir ici : une soudure peut être conforme à l'œil et pourtant inacceptable, parce que la preuve de sa conformité n'a pas été construite comme prévu.

Ouvrir un circuit pour souder, c'est créer une porte d'entrée. Les chantiers nucléaires délimitent des zones « FME » (Foreign Material Exclusion, exclusion des corps étrangers). Une lettre de suite d'inspection de l'ASN à la centrale du Blayais, en 2023, mentionne ainsi une « zone à risque « FME (Foreign Material Exclusion) » à risque d'introduction de corps étrangers dans les circuits ».

Pour un soudeur, les corps étrangers typiques sont connus : chute de meulage, électrode ou baguette, bouchon d'obturation oublié, chiffon, petit outillage. Les règles concrètes (inventaire des outils à l'entrée et à la sortie, obturation des ouvertures, contrôle avant fermeture) sont celles du chantier et de l'exploitant ; elles s'apprennent en formation d'accès et au briefing.

Signaler un objet perdu n'est pas une faute : c'est ce qui permet de traiter l'écart. L'arrêté du 7 février 2012 prévoit d'ailleurs que les écarts soient détectés, y compris par leur signalement par les intervenants extérieurs (article 2.6.1).