Conceptions des Ouvrages a Risques Particuliers

PIERRE-ALAIN NAZÉ

Directeur Général Adjoint de GDS

Tel: 0673686488

CONCEPTION DES OUVRAGES A RISQUES

PARTICULIERS

L’EPR DE FLAMANVILLE 3

EPRFLAMANVILLE 3

GENIE CIVIL NUCLÉAIRE

3

SOMMAIRESOMMAIRE

� Rappel des enjeux stratégiques et économiques des outils de production électrique

� Introduction: contexte de constructions de centrales nucléaires

� Cas particulier de l’EPR de Flamanville 3

� Organisation industrielle du projet EPR de Flamanville 3

� Organisation générale du projet

� Organisation pour la conception et la réalisation du Génie-Civil

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

� Introduction à la sûreté des centrales nucléaires

� Application au réacteur EPR

� La sûreté et le Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3

� Éléments de conception du Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3

� Introduction à la doctrine du Génie-Civil nucléaire

� Cas d’études particuliers: séisme, chute d’avion, retrait…

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

� Éléments de la réalisation du Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3

4

INTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERINGINTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERING

NUCLEAR POWER IN THE WORLD TODAY

5



6



7



8



9



10


NUCLEAR POWER IN THE WORLD TODAY AND BEYOND…

11



12



13


WHICH STRATEGY FOR FRANCE ?

DISMANTLING OF THE PRODUCTION CAPACITY IN EUROPE

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

GW

ope

ratin

g

2010 2020 2030 2040

Nuclear

Coal

Gas

OtherOil

� Un parc vieillissant dont le durcissement des contraintes environnementales accélère le déclassement.

� Plus de 100 GW à remplacer entre 2010 et 2020.

Lignite

14



9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

15

Thermique22 TWh

Nucléaire418 TWh

Hydraulique42 TWh

Puissance installée (98 GW) Production en 2007 (482 TWh)

Thermique14 GW

Nucléaire63 GW

Hydraulique20 GW

4%

87%

9%

15%

64%

20%

INTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERING

Capacité de production d’EDF en France

16

1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080

Génération1Génération1UNGGUNGGChooz AChooz A Génération2Génération2

Génération3Génération3REP 900, 1300, N4REP 900, 1300, N4

Génération4Génération4EPR, AP1000,…EPR, AP1000,…

??

First First ReactorsReactors

CurrentCurrentReactorsReactors

AdvancedAdvancedReactorsReactors

FutureFutureReactorsReactors



17


Quelle stratégie pour le renouvellement du parc nucléaire français ?

Parc Actueldurée de vie

40 ans

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

2015

2020

2025

2030

2035

2040

2045

2050

2055

2060

5000MW/an

?

?

?

18


Renouvellement à 50 GWe

En génération 4 étalé sur 20 ans (2040 – 2060)

Génération 4Génération 4

Parc actuel Durée de vie 40 ans

Prolongationau delà 40 ansProlongation

au delà 40 ans

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 2055

80000

2060

Durée de vie moyenne du Parc = 62 ans

19

INTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERINGRenouvellement à 50 Gwe

En génération 3 et 4 étalé sur 30 ans (2020-2050)

Génération 3+Génération 3+

Génération 4Génération 4

Parc Actueldurée de vie 40 ans

Parc Actueldurée de vie 40 ans

Prolongationau delà 40 ansProlongation

au delà 40 ans

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 2055 2060

Durée de vie moyenne du Parc: ≅≅≅≅ 50 ans

20


900 MW 1,300 MW 1,500 MW

Gravelines

Chooz

Cattenom

Fessenheim

Bugey

St Alban

Cruas

Tricastin

PenlyPaluelFlamanville

St Laurent Dampierre

BellevilleChinon

Civaux

Blayais

Golfech

Nogent Seine

AVERAGE AGE = 20 YEARS

EPR (2004) EPR (2008)


21

SOMMAIRESOMMAIRE



� Cas particulier de l’EPR de Flamanville 3: Histoire et Réalisations




---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------







---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


22

EPR: son histoireEPR: son histoire

• 1989 Création de NPI (filiale FRAMATOME / SIEMENS K WU)

• 1991 Accord EDF / Électriciens allemands: « idée » d’ EPR

• 1993 Recommandations communes par les AS française et allemandes pour les nouveaux réacteurs

• 1995 Engagement de l’Avant-Projet Détaillé "Basic De sign"

• 1999 Fin de l'Avant-Projet Détaillé de l‘Îlot Nucléa ire

• 2000 Revue du "Basic Design Report" par l’AS frança ise et émission des conclusions sous la forme de « Technical Guidelines »

• 2002 Décision finlandaise pour construire un 5ème r éacteur

• 2003 EPR Choisi par TVO, l’électricien finlandais

• 2004 Loi sur l’énergie en France

Décision française de construire un EPR à Flamanville

23

EPR: son histoire

REX Français du N4 REX allemand du KONVOI

Retour d’expérience

Principe de conception

évolutionnaire

Sûreté accrue Compétitivité

KONVOI

• Enceinte métallique sphérique • Avion militaire Phantom • Piscine combustible usé dans le BR• Systèmes de sauvegarde:

- 4 trains 50% indépendants- pas d’aspersion enceinte

• RRA hors enceinte• Instrumentation in-core en tête • Salle de commande avec panneaux dédiés• Haut niveau d’automatisation• Coeur: 193 ass. 18x18• Coût élevé• Très bonne disponibilité

KONVOIKONVOI

• Enceinte métallique sphérique • Avion militaire Phantom • Piscine combustible usé dans le BR• Systèmes de sauvegarde:

- 4 trains 50% indépendants- pas d’aspersion enceinte

• RRA hors enceinte• Instrumentation in-core en tête • Salle de commande avec panneaux dédiés• Haut niveau d’automatisation• Coeur: 193 ass. 18x18• Coût élevé• Très bonne disponibilité

N4

• Enceinte cylindrique en béton précontraint• Aviation générale: Cessna, Lear jet• Bâtiment combustible séparé• Systèmes de sauvegarde :

- 2 trains 100% avec liaisons- aspersion enceinte

• RRA intérieur enceinte• Instrumentation in-core en fond de cuve• Salle de commande informatisée• Priorité à l’opérateur• Coeur: 205 ass. 17x17• Coût contenu • Disponibilité moyenne

N4N4

•• Enceinte cylindrique en béton précontraint• Aviation générale: Cessna, Lear jet• Bâtiment combustible séparé• Systèmes de sauvegarde :

- 2 trains 100% avec liaisons- aspersion enceinte

• RRA intérieur enceinte• Instrumentation in-core en fond de cuve• Salle de commande informatisée• Priorité à l’opérateur• Coeur: 205 ass. 17x17• Coût contenu • Disponibilité moyenne

EPR: son histoire

Fruit d’un processus d’harmonisation partant de cho ix très différents

25

EPR TECHNICAL

CODES

EPR: son histoire

Lois Lois

Décrets

LettresMinistérielles

Ordonnances

Documents de référencefédéraux sur la sûreté

Règles fondamentales de sûreté

RSK-Guidelines

Normes de sûreté KTANormes DIN-(nucléaires)

Règles de conception et de construction (RCC )

Règles et spécifications internes de l ’industrie

nucléaire française

Règles et spécifications internes de l’industrie nucléaire allemande

Règles émises par l ’État

Règles émises par les commissions accréditées par l’Autorité de Sûreté

Règles émises par l’industrie et approuvées par l’Autorité de Sûreté

France Allemagne

Fruit d’un processus d’harmonisation partant de rég lementations distinctes

26

Autorités de sûreté

Administrationsnationales

AdministrationsEuropéennes

OrganisationsInternationales

33

EPR: son histoire

les autres électriciens

• EPRI, US utilities• European utilities• Asian Utilities

Les constructeurs

22Les initiateurs

• Nuclear Electric(GB)

• Tractebel(B)• DTN(E)• VDEW(D)• EDF(F)

• ENEL(I)• NRG(NL)• Vattenfall(S)• IVO-TVO

(FIN)• UAK(S)

11

Prise en compte des exigences EUR (European Utilities Requirements)

27

EPR: son histoireEPR: son histoire

� Résultat d’un processus “évolutionnaire”

� Au bénéfice de la sûreté et des performances

� L’intégration directe du REX de conception et d’exploitation

� Qui répond aux choix de base des AS Française & All emande

� Viser dès le départ la robustesse du confinement et la capacité à résister à:� Des accidents internes plus graves (fusion du coeur)� Des agressions externes plus sévères (chute d’avions)

� Choix qui s’oppose à l’évacuation de la Puissance résiduelle par convection naturelle qui implique “d’ouvrir” la paroi externe et diminue la robustesse vis-à-vis des agressions externes

� Qui répond à la Volonté des exploitants de limiter le s risques & aléas industriels

� Éviter des solutions très innovantes ou nécessitant beaucoup de R&D pour limiter les risques industriels

� Réduire les risques & aléas tant en conception qu’en “licensing”

28

EPR: contexte de sa réalisationComparaison des principales caractéristiques

KONVOI EPR N4

Puissance thermique MWth 3850 4300-4500 4250

Puissance électrique nette MWe 1350 1550-1640 1500

Rendement % 35,4 36 35

Nb d’assemblages combustible 193 241 205

Burn up de décharge GWj/T 50 65 40

Puissance linéique W/cm 167 155 180

Pression primaire/Pression de calcul bar 158/176 155/176 155/172

Température BC max °C 324 330 329

Débit primaire m 3/h 22700 28000 24800

Pression secondaire à 0 et 100% bar 80/62 84/78 81/71

Pression de calcul secondaire bar 88.3 97 91

Durée de vie prise en compte Ans 40 60 40

29

EPR: contexte de sa réalisationLes concurrents de l’EPR (REP)

APR 1400 Corée APWR Japon

AES 92 Russe (construction en Inde)

VVER 1000 Russe (construction en chine)

Concepteur: KOPEC (Corée du Sud)Base Technologique: CE80+ (BNFL- W)

Non certifié

Concepteurs: MHI + Westinghouse (cœur)Examiné par Autorité de Sûreté Japonaise

Non encore formellement certifié

30

�Réacteur à eau pressurisée ( 2 boucles)

�Puissance : 1117 MWe (net)

�Circuits de sauvegarde passifs

�2 trains mécaniques de sauvegarde

�4 trains électriques de sauvegarde

�Dispositions accidents graves à la conception

�Pression: 155bars

�Nombre d’assemblages: 157

�Puissance linéique moyenne: 187w/cm

�Températures Cœur: E : 279°C S : 324°C

AP 1000/EP 1000AP 1000/EP 1000

EPR: contexte de sa réalisationLes concurrents de l’EPR (REP)

31

EPR: contexte de sa réalisationGénération IV en séries industrielles à l’horizon 2040EPR: contexte de sa réalisationGénération IV en séries industrielles à l’horizon 2040

32

L’EPR dans le mondeL’EPR dans le monde

� Finlande (OL3)

� MOA : TVO

� MOE : AREVA (SOFINEL)

� France (FA3 – PE3)

� MOA : EDF

� MOE : EDF (SOFINEL)

� Chine (TAISHAN)

� MOA : TSNPC (JV avec EDF)

� MOE : AREVA (SOFINEL)

� Grande Bretagne (HP - SZ)

� MOA : EDF

� MOE : EDF

� Etats-Unis (CC)

� MOA : UNE (JV Constellation/EDF)

� MOE : AREVA

� Italie - RSA

� MOA : ? (EDF ?)

� MOE : AREVA (EDF ?)

33

SOMMAIRESOMMAIRE







---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------







---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


34

Architecte ensemblierNiveau 1

Études détailléesNiveau 2

FournisseursNiveau 3

AREVA NP

ANP

Chaudière/I&C BNI

EDF

BOP

Contrat d’ingénierie

APPELS D’OFFRE

SOFINEL

Salle des machines

ALSTOM

EDF

55% EDF

45% FRA

Contrats de fournituresContrats d’étude

BOP : bâtiments de site BNI : îlot nucléaire hors chaudière

L’EPR de FA3 - Architecture de la maîtrise d’œuvre

35

Architecture de la maîtrise d’oeuvreArchitecture de la maîtrise d’oeuvre

� Pilotage et contrôle du projet : Qualité, coûts, délais

� Management technique du projet

� Pilotage des achats d’équipements et d’études

� Fonctionnement général

� Relations avec l’AS et l’Administration

� Surveillance des études et des fabrications

� Coordination et surveillance des montages sur site

� Coordination et réalisation des essais de démarrage

Activités de niveau 1 : activités Projet

36

Organisation Niveau 1 du projetOrganisation Niveau 1 du projet

AQ

CHEF DE PROJET

Appui Expertise DoctrineSurveillance Usine CEIDRE

SEPTEN

CNEPE CN

EP

E

CN

EN

SE

PT

EN

CE

IDR

E

CI / BOPBOP

CI

DPN

CN

EN

DADPN DIN / CNEN

CIDEN R&D R&D

Appui Expertise Doctrine

Combustible

Attaché

DA Achats CIDA Achats NI

Exploitation

BNI

I&C

NSSS

Sûreté

Environnement

Environnement

Organisation équipe

projet EPR

DirecteurTechnique

Directeur Construction Site

Resp. Contrôle de projetCoût - Planning

Méthodes Outils - Reporting

Coordinateur Achats

37

Architecture de la maîtrise d’oeuvreArchitecture de la maîtrise d’oeuvre

� Préparation des spécifications techniques des contrats

� Évaluation technique des offres et support technique

� Surveillance des études réalisées par les fournisseurs

� Préparation des documents nécessaires pour le montage, la mise en service et l’exploitation

� Plans guides, maquette 3D

� Dossiers de systèmes élémentaires

� Documentation de montage et d’essais

� Documentation de maintenance et de conduite

Activités de niveau 2 : activités métiers

38

La problématique FinlandeLa problématique Finlande

� Limiter les coûts d’ingénierie en mutualisant les études communes aux deux projets,

� Eviter toute divergence dans les options de sûreté qui nous exposerait inéluctablement à des difficultés coûteuses avec l’Autorité de Sûreté,

� Partager les retours d’expérience réciproques.

Intérêt d’une mutualisation des

études France/Finlande

Nouvelle répartition des activités d’ingénierie détaillée du BNI

39

Organisation études de Niveau 2 (SOFINEL)Organisation études de Niveau 2 (SOFINEL)

� Bâtiments :

� Réacteur

� Combustible

� Diesels

� Systèmes localisés dans :

� Le BR

� Le BK

� Les diesels

� Les BAS (mécaniques)

Etudes détaillées BNI confiées à

SOFINEL suivant 2 entités Y et Z

� Bâtiments :

� Electriques

� Auxiliaires de sauvegarde

� Auxiliaires nucléaires

� Systèmes localisés dans :

� Le BL

� Le BAN

Y basée à MONTROUGE Z basée à ERLANGEN

40

Partage des activités à EDF sur le Projet FA3Partage des activités à EDF sur le Projet FA3

• Manufacturing surveillance

• Technical expertise

• Safety principles

• Fault studies

• PSA

SEPTEN

• Conventional Island

• BOP

CNEPE

• Environmental studies

• Waste Management

CEIDRE

CNEN

• Project Management

• Nuclear Island

CIDEN

41

Planning général de référenceLe Génie-Civil: une activité critique!Planning général de référenceLe Génie-Civil: une activité critique!

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012PROCEDURES ADMINISTRATIVESPROCEDURES ADMINISTRATIVES

Préparatoires

ESSAIS ET MISE EN SERVICEESSAIS ET MISE EN SERVICE

En mer

Choix du site

DAC et DARPE

Débat public

TRAVAUXTRAVAUX

Génie civil

Montages

débat Décision MOA

enquête

MontagesFabrication gros composants

ChargementCouplage

Divergence 100% puissance

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012PROCEDURES ADMINISTRATIVESPROCEDURES ADMINISTRATIVES

Préparatoires

ESSAIS ET MISE EN SERVICEESSAIS ET MISE EN SERVICE

En mer

Choix du site

DAC et DARPE

Débat public

TRAVAUXTRAVAUX

Génie civil

Montages

débat Décision MOA

enquête

MontagesFabrication gros composants

ChargementCouplage

Divergence 100% puissance

42

SOMMAIRESOMMAIRE







---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------







---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


43

Organisation des études détaillées du Génie-CivilOrganisation des études détaillées du Génie-Civil

CNEN

PROJET

CNEN

IGC

SEPTEN

CEIDRE

SOFINEL Y

SOFINEL Z

BOUYGUES

FREYSSINET

SECHAUD & METZ

COYNE & BELLIER

NFM

Doctrine (ETC-C – RST)

Appui technique spécifique

Notes d’hypothèses Niveau 1

Surveillance du Niveau 2

Cahiers de Charges Niveau 1

Notes d’hypothèses Niveau 2

Plans guides P10 – P13

Surveillance du niveau 3

Études détaillées

Plans guide de coffrage

Plans guide de ferraillage

Plans d’exécution

NIV

EA

U 1

NIV

EA

U 2

NIV

EA

U 3

EDF

SFL

BET

INTERFACES

44

Études détaillées de Génie-Civil – Les principaux acteursÉtudes détaillées de Génie-Civil – Les principaux acteurs

� EDF CNEN, EDF CNEPE, EDF CEIDRE, EDF SEPTEN level 1

� AREVA NSSS supplier level2

� SOFINEL Y and Z BNI level 2

� COYNE et BELLIER, IOSIS, NI buildings Civil Work Design contractor

� SETEC WTB Civil Work Design contractor

� ARCADIS Preparatory work, Turbine Hall design contractor

� INGEROP Roads & Utility network design contractor

� BOUYGUES Civil work contractor (with SETEC as subcontractor)

45

ETC-C Part 1

Site Specific Data Note

Interface Notes General Hypothesis Note for Steel Work

General Hypothesis Note For Nuclear Island

Buildings Design

Specific Components Notes

1. Design, Construction And Inspection Of The Liner For The RPE [NVDS] System

2. Design, Construction And Inspection Of The Pools Liner

3. …

Hypothesis Notes For Buildings

Hypothesis Notes For Buildings

EDF

SOFINEL

DESIGN OFFICES

1. Anchor Plates Calculation And Design Note

2. Design Of The Penetration Sleeves For The Inner Containment Wall

3. ….

Loads Reports For Buildings

Études détaillées de Génie-Civil

46

Synoptique des études détaillées de Génie-CivilSynoptique des études détaillées de Génie-Civil

47

Études détaillées de Génie-CivilEXAMPLE OF PROCESS FOR CONTAINMENT SHELLÉtudes détaillées de Génie-CivilEXAMPLE OF PROCESS FOR CONTAINMENT SHELL

ETC-C

Hypothesis notes (3)

Modelisation global calculation

Notes (11)

Reinforcement and local calculation

Notes (23)

P10: loads drawings

P13: guide drawings (27)

ANSYS detailed 3D FE Model for the Inner Containment Wall

Global 3D FE Model (ASTER)

P14: reinforcement drawings (37)

P14: pre-stressing drawings (11)PRECONT

FERRAIL + ANSYS post-

processor

BD

48

PRECONT

ANSYS

FERRAIL

ANSYS post-processorsETC-Cand EC2

Calculation notes:displacements, strains, stress fields, global forces

-Number of gamma, horizontal andvertical tendons- Mechanical characteristics - Tendons layout

Nodal forces due to prestress

-Load cases from Global 3D FE ModelSpecific load cases for Inner

Containment Wall

Forces and moments- total thickness, concrete cover oneach side of the rebars.- Description of design type:serviceability limit state/ultimate limitstate, limit stresses.

Reinforcement detailednotes: sections of longitudinal rebars, per length units and transverserebar sections per area unit.

P14 reinforcement drawings

49

PRECONT

ANSYS

FERRAIL

ANSYS post-processorsETC-Cand EC2

Calculation notes (8)

Nodal forces due to prestress

Hypothesis, modelisation and loadcases notes (6)

Forces and moments

Hypothesis note and ETC-C (2)

Reinforcement notes (23)

P14 reinforcement drawings (37)

P14: pre-stressing drawings (11)

P14: pre-stressing drawings (11):Cabling guide drawing - Horizontal cables -Elevation - Sheet 1/2 11815 P14 06D18 0201B BPECabling guide drawing -Horizontal cables -Elevation -Sheet 2/2 11815 P14 06D18 0202B BPECabling guide drawing - Horizontal cables -Section through rib 1 11815 P14 06D18 0203 B BPECabling guide drawing -Horizontal cables -Section through rib 2 11815 P14 06D18 0204B BPECabling guide drawing -Horizontal acbles -Section through rib 3 11815 P14 06D18 0205 B BPECabling guide drawing Vertical cables -Elevation -Sheet 1/2 11815 P14 06D18 0206 E BPECabling guide drawing Vertical cables -Elevation -Sheet 2/2 11815 P14 06D18 0207 E BPECabling guide drawing -Dome - General view of the cabling 11815 P14 06D18 0208A BPECabling guide drawing -Dome - Cables - Lower family 1815 P14 06D18 0209 B BPECabling guide drawing -Dome - Cables - Upper family 11815 P14 06D18 0210B BPECabling guide drawing -Dome - Cables around equipment hatch 11815 P14 06D18 0211B BPE

Hypothesis, modelisation and load cases notes (6):- General hypothesis note for Civil Work Design for Nuclear Island Buildings –ECEIG021405- Hypothesis note on inner containment wall fitted with steel skin inside reactor – SFL EYRC00301 E1- Reactor Building –Hypotheses note for Internal Containment Design – 11815 28B03 NT003- Reactor Building –Modelisation note for Inner Containment Wall – 11815 28B03 NT005- Reactor Building –Common Raft under Inner Containment Wall - Modelisation note–Elementary load cases - 11815 28B03 NT006- Reactor Building – Modelisation note– Elementary load cases defintion for inner containment wall - 11815 28B03 NT007

Reinforcement notes (23):- Reactor Building – Detailed Design of Inner Containment Wall – Reinforcement on span areas – 11815 28B03NT016- Reactor Building – Detailed Design of Inner Containment Wall – Gusset Reinforcement –11815 28B03 NT 017-Reactor Building – Detailed Design of Inner Containment Wall – Reinforcement around acces hatch and personnel air lock – 11815 28B03 NT 019- …

Reinforcement drawings (37):- Inner Containment Wall – Guide reinforcement drawings – Gusset vertical section – 11815 06C02 0301- Inner Containment Wall – Guide reinforcement drawings – Gusset elevation 1/2 – 11815 06C02 0302- …

Calculation notes (8):- Reactor Building – Detailed Design of Inner Containment Wall – Permanent Thermic FieldCalculation note – 11815 28B03NT010- Reactor Building – Detailed Design of Inner Containment Wall – Accidental Thermic FieldCalculation note – 11815 28B03NT011-Reactor Building – Detailed Design of Inner Containment Wall – Interfaces displacements calculation note – 11815 28B03 NT 014- …

50

Études détaillées de Génie-CivilGLOBAL SOFTWARE MAPPINGÉtudes détaillées de Génie-CivilGLOBAL SOFTWARE MAPPING

51

Études détaillées de Génie-CivilETC-C HYPOTHESISÉtudes détaillées de Génie-CivilETC-C HYPOTHESIS

MATERIALS

� Concrete

� Concrete Cover

� Mechanical Characteristics (Compressive Strength, Young Modulus…)

� Reinforcing and Pre-stressing Bars

� Steel grade


� Structural Steel

� Steel grade

� Mechanical Characteristics (Compressive Strenght, Young Modulus…)

� Steel Liner for Containment Shell and Pools

� Steel grade


52


MAIN LOADS

� General Structure Specification Loads

� Loads Definition

� General and Specific Actions

� Permanent (Service) Loads

� Dead Loads of CW Structures

� Specific Equipment Loads

� Fluid Pressure, Lateral Soil Pressure, Settlements, Thermal Creep and Shrinkage Loads

� Variable (Operating) Loads

� Execution and Operating Loads

� Pressure, Climatic or Thermal Variations

� Accidental Loads

� APC, Earthquake, Explosion, Site Flooding

� LOCA (P,T), Load Drop, High Energy Pipe Rupture…

53


LOADS COMBINATIONS AND CALCULATION METHODOLOGY

� Consistent with and Defined in ETC-C (More Than 20 Combinations)

� EQU

� ULS

� SLS

� Calculation Methodology

� Global Analysis

� 3D Model

� SSI – FRS Calculation

� Equivalent Static Analysis

� Local Analysis

� For specific loadings

� For specific behaviour

54


Ouvrage Clas s e d’environnement

Clas s e de béton

Enceinte interne XS1 C60 - 75

Enceinte externe

Dôme Fût intérieur

XS3 XS1

C45 - 55

Coque avion

supers tructures infras tructures

XS3 C45 - 55

Radier commun XS3 C40 - 50

Structures internes du HR XS1 C40 - 50

HL sections 1 e t 4

Infras tructures et supers tructures intérieures Infras tructures extérieures supers tructures extérieures

XS1 XS3 XS3

C40 - 50

HL sections 2 e t 3 XS1 C40 - 50

HK XS1 C40 - 50

C40/50

-2.30 m

-4.35 m

-7.85 m

-11.80 m

C60/75

C45/55

C60/75

C40/50

-2.30 m

-4.35 m

-7.85 m

-11.80 m

C60/75

C45/55

C60/75

Situation de dimens ionnement γγγγc pour béton

γγγγs pour ac ie r pour armature et charpente

γγγγs pour ac ie r de précontrainte

Durable e t trans itoire 1,5 1,15 1,15 Accidentelle 1,2 1,0 1,0

55


Été Hiver

Température de l’a ir des locaux

max : 50°C min : 18°C(1)

max : 20°C(2) min : 10°C

Température de l’a ir extérieur 24,5°C (3) -15°C (4)

Température du sol du s ite

10°C 10°C

Eté Hiver

tranche en marche – compartiment équipements 53°C 53°C

tranche en marche – zone de service 30°C 30°C

Intérieur HR

tranche à l'arrêt 30°C 15°C

56


Sol mou SA

Sol moyen

MA

Sol moyen

MB

Sol moyen

MC

Sol dur HA

Sol dur HF

Module de cisaillement

MN/m2

150 600 1000 2500 6000 10800

17100

Module d'Young

MN/m2

444 1680 2800 7000 15600 28512

46170

Masse volumique

t/m3 1.9 2.1 2.1 2.1 2.5 2.5

Coefficient de Poisson

- 0.48 0.40 0.40 0.40 0.30 0.32

0.35

Amortissement matériau

% 8 5 5 5 3 3

57


58


59


60


61


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65


66


67

�Safety requirements �Seismic classification of the buildings� Leaktightness requirements (internal, external flooding)�Missile protection�Accidental loading conditions, fire, explosions…

�Radiation protection requirements �Thickness of biological protection

�Operator requirements �Work conditions in rooms dedicated to operator teams

�Site data �Soil response spectra �Soil characteristics �Wind characteristics �Materials, etc…

�Results of layout studies (3D Model)�Room arrangement, location of openings � Loading conditions linked to equipment or operating conditions

Études détaillées de Génie-Civil – Données d’entrée

68

Études détaillées de Génie-Civil – Données de sortiesÉtudes détaillées de Génie-Civil – Données de sorties

� Guide drawings / PDMS model

(To be studied in connection with layout)

� Formwork drawings

� Reinforcement drawings

� Finishing documents

Guiding information for

execution studies

Dimensions for

construction

Secondary

works

Reinforcement

for construction

EDF

Design Contractors/EDF

Data exchange : Drawings / Model

69

Études détaillées de Génie-Civil du niveau 3Études détaillées de Génie-Civil du niveau 3

Detail studies by CW Designers

Construction drawings by CW Contractor

CW Guide drawings (EDF SOFINEL)Model per building

•Specific assumption note (using ETC-C and Euro codes)

•3D calculation model justification note

•Global calculation note (static / dynamic)

•CW calculation notes

•Construction Formwork drawings

•Reinforcement guide drawing

•Prefabrication

•Calculation notes updating (if necessary)

•Construction reinforcement drawings

•QuantitiesReady for Construction

Specific studies

•Pool liners detail design

•Ventilation Stack

•Box in the Box drawings

70

P11 RFC

Études détaillées de Génie-Civil – Enchaînement des séquences d’étudesÉtudes détaillées de Génie-Civil – Enchaînement des séquences d’études

P14 construction Drawings (4 000)

Start of reinforcement on site

CW Guide Drawing ( 100 conceptual design drawings from PDMS or AUTOCAD)

P14 Def

P14 Prel and calculation model

CW Contractor

Review by EDF

P10

P12 general layout

Construction Drawings available on site RFC

Final embedded plates

Preliminary embedded plates and embedded parts

P11 Prel

-1-3-8-17 -16 -5-11

P13 (2 000 drawings issued from PDMS)

Review by SFL

Freeze 1

Freeze 2

-19

CW calculation model (CW designers)

6600 execution drawings

71

Planning Général de construction (référence)Planning Général de construction (référence)

2006 2007 2008 2009 2010 20112005

CW Structures

CW Finishing

ready for start of electrical and mechanical erection

Procurement

CW construction drawings (CW Contractor) Civil Work Studies

Civil Work Construction

CW Guide drawings (EDF SOFINEL)

CW design studies (CW Designer )

Base slab

2007 2008 2009 2010 2011

01/06/10HR end of prestressing

01/05/11End of containment test

Base slab

01/12/071st concrete

01/10/10Safety Report

Earthworks and galleries

72

Quelques exigences techniques pour le contrat de Génie-Civil principalQuelques exigences techniques pour le contrat de Génie-Civil principal

Civil Work Contract : Technical Specifications Manual(deals with various generic aspects of the quality of construction)

�Materials� Cements

� Aggregates

� Reinforcement

� etc..

�Construction conditions� Excavation : Slope stability, use of explosives,

� Backfilling : Compacting

� Concreting : Provisions to avoid segregation, vibrations,

treatment of construction joints

�Process of control� Control of delivered materials

� Site laboratory

� Control of concrete

73

Les compétences du service IGC du CNENLes compétences du service IGC du CNEN

�Civil studies�soil studies and foundation design

�structural analysis

�containment design (pre-stressing techniques)

�steel structure design

�finishing studies : coating, doors, plugging of openings, etc..

�construction techniques

�Layout studies�layout rules, security rules, etc..

�piping design (routing requirements and pipe stress analysis)

�HVAC design (routing requirements)

�electrical design (distribution of cable fluxes, routing requirements)

�fire protection analyses (calculation of fire potential, of fire protection capabilities of walls,

etc..)

�noise analyses

�radiation protection analyses

DE LA SPÉCIFICATION À LA SURVEILLANCE…

74

Organisation de l’AménagementOrganisation de l’Aménagement

Directeur

D. Délégué

MCMNGC BUGC Site E&CC Essais

Assistante

Attaché Com

RH Logistique

Cellule Tech.

Coordonnateur Sécurité

Géologie (CEIDRE)

Topo (DTG)

Attaché QSE

75

FilmFilm

76

SOMMAIRESOMMAIRE







---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------







---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


77

Principe de fonctionnement du centrale nucléaire

78

Introduction à la sûreté nucléaireL’identification des événements et des fonctions de sûreté

Les événements à considérer dans la démarche ont :

• soit une origine interne conduisant :

• à un transitoire sur le cœur (notion d’ « initiateur »),

• ou à la perte d’une partie de l’installation par agression (ruptures, inondation, incendie, chutes de charge, …)

• soit une origine externe : (considérés comme des « agressions »)

• d’origine humaine (explosion, incendie, chute d’avion, …)• d’origine naturelle (séisme, inondation, foudre, …)

Pour chacun d’eux, il faut assurer la réalisation des 3

fonctions fondamentales de sûreté :

�Maîtrise de la réaction en chaîne �Évacuation de la puissance résiduelle�Confinement des produits radioactifs

Pour chacun d’eux, il faut assurer la réalisation des 3

fonctions fondamentales de sûreté :

�Maîtrise de la réaction en chaîne �Évacuation de la puissance résiduelle�Confinement des produits radioactifs

79

� Approche "évolutionnaire"

� Améliorations significatives de la sûreté :

� Réduction significative de la probabilité de fusion du cœur

� Diminution significative des conséquences radiologiques (confinement de la radioactivité en cas d'accident majeur)

� Simplification de l’exploitation

Objectifs généraux de sûretéObjectifs généraux de sûreté

Objectifs généraux fixés par l’ASN pour la prochaine génération de REP

80

� Risque de fusion du cœur (initiateurs et agressions)

� Objectif global de sûreté : risque de fusion < 10-5/a.r.

� Cibles Projet (initiateurs) : risque en puissance < 10-6/a.r.

� Conséquences radiologiques

� Accidents sans fusion du cœur : pas d’évacuation ni de mise à l’abri dans le voisinage de la centrale

� Accidents graves avec rejets précoces importants : ils doivent être "pratiquement éliminés"

� Autres accidents graves : mesures de protection des populations très limitées dans l’espace et le temps

Objectifs généraux de sûretéObjectifs généraux de sûreté

81

Démarche Prévention – Mitigation pour EPR

Conséquences

2 èmeCat.

3 èmeCat.

Fonctionnement normal

110-210-410-6

RRC-A

4 èmeCat.

- Réduction de la fréquences des

initiateurs et des séquences

accidentelles (Prévention)

- Réduction des conséquences

des situations accidentelles y

compris des AG (Mitigation)

- Un domaine d’événements

« pratiquement éliminés »

- Réduction de la fréquences des

initiateurs et des séquences

accidentelles (Prévention)

- Réduction des conséquences

des situations accidentelles y

compris des AG (Mitigation)

- Un domaine d’événements

« pratiquement éliminés »Fréquence

RRC-B

Pratiquement éliminé

Séquences accidentelles

Ris

qu

e r

ésid

uel

Prévention

Mitigation

82

Prise en compte des accidents gravesPrise en compte des accidents graves

� Prévention des accidents avec rejets précoces importants

� Mitigation des conséquences par un renforcement de la fonction confinement :

� Dimensionnement de l’enceinte (avec marges) intégrant un liner métallique pour l’étanchéité

� Mise en œuvre d’un dispositif de stabilisation et de refroidissement du corium (et de l’enceinte)

Conditions de dimensionnement complémentaires(combinaisons de défaillances conduisant à la fusion du coeur)

83

Prise en compte des accidents gravesPrise en compte des accidents graves

Enceinte de confinement dimensionnée pour les

accidents graves

Zone d’étalement et de refroidissement du corium

(Protection du radier)

Prévention de la fusion en pression par des dispositifs de dépressurisation ultimes

Dispositif d’aspersion et d’évacuation de la puissance résiduelle

Réservoir d’eau à l’intérieur de l’enceinte

Prévention du risque H2 par installation de recombineurs

84

Prise en compte des agressions externesPrise en compte des agressions externes

� Cas de charge de base

�Séisme : spectre EUR avec accélération à 0,25 g

�Explosion externe : onde de pression 100 mbar / 300 ms

�Chute d’avion : protection par une "Coque avion"

� Cas de charge intégrant une évolution climatique réc ente et extrapolée jusqu'en 2100

85

Les exigences liées à la sûreté

• Classement de sûreté :• Classement fonctionnel : F1A, F1B, F2 à partir des états contrôlés et sûrs

• Classement mécanique : M1, M2 et M3, intégrant un aspect barrière

• Classement sismique : SC1 et SC2

• Classement des équipements :• Classement des équipements électriques : EE1, EE2, EE3

• Classement des équipements I&C : E1A, E1B, E2• Classement des bâtiments C1, NC

• Secours par les diesels , Tests périodiques, AQ

• Qualification : aux conditions accidentelles et AG

86

�� Les fuites potentielles dans les bâtiments périphériques sont également filtrées avant rejet à la cheminée

�� Les fuites potentielles via l’enceinte interne sont collectées dans l’espace annulaire puis rejetées à la cheminée après filtration

Cas de la troisième barrière : l’enceinte et la fonction confinement

� Pas de fuites directes

� Recherche et traitement systématique de tous les bipasses

� Dimensionnement de l’enceinte tenant compte des transitoires rapides et des montées lentes en pression

87

SOMMAIRESOMMAIRE







---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------







---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


88

LES CONSÉQUENCES SUR LE GÉNIE CIVILLES CONSÉQUENCES SUR LE GÉNIE CIVIL

� Renforcement de la prise en compte des agressions externes

� Chutes d’avion

� Conditions climatiques extrêmes (Grands Froids, Grands Vents,Canicule)

� Inondation externe

� Séisme

� Foudre et IEM

� Cumuls de cas de charge

� Introduction d’un Récupérateur de Corium

� Conception du puits de cuve

� Conception du canal et de la zone d’étalement

� Conception du système de refroidissement associé

� Renforcement de l’enceinte de confinement

� Système de double enceinte avec mise en dépression de l’EEE

� Enceinte interne en BHP muni d’un liner métallique

� Enceinte externe munies de réseaux d’injection

� Absence de communication directe de l’enceinte avec l’extérieur

� Bâtiments périphériques

� Conception des traversées (SAS personnels) et fourr eaux

� Intégration de la bâche d’eau borée de secours dans le bâtiment réacteur

� Conception de l’IRWST

� Conception des traversées RIS/EVU

� Renforcement de la prise en compte des agressions internes

� Casematage (missiles)

� RTHE (Charpentes métalliques)

� Inondation interne

� Incendie

� Chute de charges

� Rupture de réservoirs, pompes, vannes

� Explosion interne

89

Installation Génie CivilInstallation Génie Civil

PLAN MASSE

PROTECTION AVION

ENCEINTE

BAS / BL

RECUPERATEURDE CORIUMET IRWST

TWO ROOMS

Lapreuve

par 6

PLAN PLAN PLAN PLAN

MASSEMASSEMASSEMASSE

90

Plan massePlan masse

� Exigences de sûreté :

� 4 trains de sûreté protégés contre l’extension des agressions internes

� 4 divisions séparées

� Exigences de radioprotection

� Zones chaudes /zones froides

� Exigences d’exploitation :

� Piscine combustibledans un BK dédié

� BAN purementopérationnel

91

Plan masse (Radier commun)Plan masse (Radier commun)


� Prise en compte des agressions externes

� Séisme

� Chute d’avion

� Explosion externe

� Radier commun

� Séparation géographique des BAS1-4 et des Diesels

� Protection Avion

92

Plan MassePrincipes de protection de l’Ilot NucléairePlan MassePrincipes de protection de l’Ilot Nucléaire

BAS/BL div. 1

Diesel div. 1-2

Diesel div. 3-4

BAS/BL div. 4

BR

BAS/BL div. 2-3

BK

BUNKERISATIONBUNKERISATION

SEPARATIONGEOGRAPHIQUE

SEPARATIONGEOGRAPHIQUE

93


PLAN MASSE

PROTECTION PROTECTION PROTECTION PROTECTION

AVIONAVIONAVIONAVION

ENCEINTE

BAS / BL


TWO ROOMS

Lapreuve

par 6

94

Protection avionProtection avion

Coque avion

Protection parséparation

Protection par coque en béton armé

Protection standard

Bâtiment d'accès

Accès matériel

Bâtimentdes

auxiliairesnucléaires

Bâtiment 3 des

auxiliairesde

sauvegarde

Bâtiment 2des

auxiliairesde

sauvegarde

Bâtimentcombustible

Bâtimentréacteur

Bâtiment 2des diesels

Bâtiment 1 des diesels

Bâtiment 1des

auxiliairesde

sauvegarde

Bâtiment 4des

auxiliairesde

sauvegarde

95

Enceinte externe : Paroi en BHPépaisseur: 1,30m ou 1,80m

Voiles et dalles BAépaisseur: 1,80m

BAS/BL div. 2-3BK Bâtiment Réacteur

Protection avionProtection avion

+34,00 m

+0,00 m

-9,60 m

96

• Avion militaire: C1, C2

• Vérification à l’avion commercial: CA

• Aviation générale: Learjet, Cessna

Évolution du chargement

• Bunkerisation étendue: BR, BK, BAS/BL 2-3

• BR: épaisseur 1,30 m

• Autres bâtiments sous coque avion: ép. 1,80 m

+ Séparation géographique pour les bâtiments :

BAS/BL 1-4, Diesels

• Limitée au BR

• Épaisseur 0,50 m

Bunkerisation

Courbes de chargement

EPRN4

Protection AvionProtection Avion

Prise en compte de l’agression Avion : N4 / EPR

97


PLAN MASSE

PROTECTION AVION

ENCEINTEENCEINTEENCEINTEENCEINTE

BAS / BL


TWO ROOMS

Lapreuve

par 6

98

Enceinte EPREnceinte EPR

� EPR : un produit en progrès dans la continuitédes tranches existantes : Conception d’ensemble �EPR

• Double enceinte :

� Enceinte ext BA

� Enceinte int BP

• Peau métallique

• Collecte des fuitesentre-enceintes

�Tranches 900 MW

• Simple enceinte BP

• Peau métallique

�REX parc existant

• Ajout partiel d’un revêtementpeau composite

�Tranches 1300 MW/N4

• Double enceinte :

� Enceinte ext BA

� Enceinte int BP

• Pas de revêtement initial

• Collecte des fuitesentre-enceintes

�BA : béton armé

�BP : béton précontraint

99

Enceinte EPR : géométrieEnceinte EPR : géométrie

� Diamètre intérieur : 46,80 m

� Volume intérieur libre : 80 000 m³

Peau métallique mise en place sur toute la surface

interne de l’enceinte interne (comme sur le 900 MWe)

100

Enceinte EPR :les matériaux les plus performantsEnceinte EPR :les matériaux les plus performants

� Béton C60

� Compression résiduelle en accident : 1 MPa

� Caractéristiques données par ETC-C

� Lois de retrait et fluage issues du BPEL

� + REX Parc

Paroi béton précontraint épaisseur: 1,30m

Précontrainte

Câble de précontrainte 55 T 15, classe 1860Mpa injecté de coulis de ciment après tension

104 Câbles gamma

119 Câbles horizontaux

47 Câbles verticaux purs

Peau métallique épaisseur: 6mm

� Acier P265 GH

� Réseau de cornières pour raidir la structure

� Ensemble de connecteurs pour"accrocher " le liner sur le béton

� Caractéristiques données par RCC-G

101

Enceinte EPR: dimensionnementEnceinte EPR: dimensionnement

60 ans40 ans Durée de vie

APRP

Accident grave (AG)

APRPAccidents de dimensionnement

5,5 bar absolu

Vérification à 6,5 bar abs

5,3 bar absoluPression de dimensionnement

6 bar absolu5,3 bar absoluÉpreuve

0,25 g0,15 gSéisme

EPRN4

AG : hors dimensionnement

AG : pression de dimensionnement

0

0,2

0,4

0,6

0 12 24 36 48 h

0,65

0,20

MPa

0,55

50

100

150

200

0 20 40 h

170 °C = AG : Temperature

100 °C

Béton AG T°C

Peau metallique AG T°C

°C

102


PLAN MASSE

PROTECTION AVION

ENCEINTE

BAS / BLRECUPERATEURRECUPERATEURRECUPERATEURRECUPERATEUR

DE CORIUMDE CORIUMDE CORIUMDE CORIUM

ET IRWSTET IRWSTET IRWSTET IRWST

TWO ROOMS

Lapreuve

par 6

103

Récupérateur de Corium et IRWSTRécupérateur de Corium et IRWST


�Prévention des accidents graves

� Aire d’étalement pour le Corium

� Réservoir de stockage d’eau dans le BR (IRWST) pour le noyage et le refroidissement du corium fondu

� Conduit entre le puits de cuve et l’aire d’étalement

104


PLAN MASSE

PROTECTION AVION

ENCEINTE

BAS / BLBAS / BLBAS / BLBAS / BL


TWO ROOMS

Lapreuve

par 6

105

BAS/BL Div. 1

BAS/BL – installationBAS/BL – installation

BAS/BL Div. 2-3

ConstantesConstantes

VentilationSdC

Entreponts / VentilationCC

Entreponts

RRI/SECASG

RIS-RRACHRS

Évolutions Évolutions

Fonctions électriquesFonctions mécaniques

Salle de commande en div. 2-3 protégée sous la coque avion

Répartition des fonctions similaire au palier N4 dans chacune des 4 divisions

RRA hors BRcouplé au RIS,

Système de refroidissement de l’enceinte en situation d’AG (CHRS)

106

BAS/BL - salle de commandeBAS/BL - salle de commande

� Bruit en salle de commande : Prise en compte du REX du N4� Objectif de diminution du niveau de bruit en salle de commande

� Mise en œuvre d’un découplage par rapport aux sources de bruit :

Ressorts

Amortisseurssilicone

Solution de la boîte dans la boîte

107


PLAN MASSE

PROTECTION AVION

ENCEINTE

BAS / BL


TWO ROOMSTWO ROOMSTWO ROOMSTWO ROOMS

Lapreuve

par 6

108

Two RoomsTwo Rooms

Objectifs de l’accessibilitédans le BR en fonctionnement

Préparer l’arrêt de trancheen accédant dans le BR

7 jours avant et 3 jours après l’arrêt

Garantir des arrêts courts

Concept « 2 rooms » :

zones accessibles/zones inaccessibles du BRVentilation garantissant des conditions

d’ambiance adaptées

Contraintes induites

Conditions d’ambiance :température, bruit…

Radioprotection :sensibilité des critères

d’exposition interne

109

Section A-A

� Mise en dépressionde la zone inaccessible

� Contamination limitéeà la zone du primaire

Les zones de servicerestent propres

Two RoomsTwo Rooms

Locaux inaccessibles

Locaux accessibles

Barrière étanche

110

Conséquences sur le GC - SynthèseConséquences sur le GC - Synthèse

Plan masseDouble enceinteavec peau métalliqueTwo rooms

REX

Coque avionIRWST et récupérateur de coriumPrise en compte del’accident grave

Innovations ciblées

Et aussi

ModularisationPiscines BKNouveaux matériaux(BHP, BAP)

Installationoptimisée

Intégration besoinsde l’exploitantMaîtrise des coûts

111

SOMMAIRESOMMAIRE







---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------







---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


112

Rappel. Sur quoi porte l’activité génie civil ?Rappel. Sur quoi porte l’activité génie civil ?

� Ouvrages y compris leurs fondations :

� Bâtiments de l’îlot nucléaire,

� Aéroréfrigérants, cheminées (parc thermique),

� Salle des machines, massifs de groupe.

� Matériaux

� Sols et remblais,

� Béton (armatures , précontraintes, coulis, formulat ion),

� Revêtements métalliques de l’enceinte et des piscin es,

� Revêtements (composites, peintures,…),

� Produits de réparation ou de renforcements,

� Joints,

� Ancrages.

113

IPE et conformité aux exigences de sûretédes ouvrages et structures IPSIPE et conformité aux exigences de sûretédes ouvrages et structures IPS

La conformité aux exigences de sûreté des ouvrages et structures IPS se fait en 2 temps

� fixer les règles de dimensionnement des structures de Génie Civil IPS lors de la conception

� chargements sur les structures à appliquer (séisme, chute d’avions…),

� critères de résistance des structures (règlements d e la profession-BAEL, CM 66…).

� contrôler l’état des marges de dimensionnement durant l’exploitation de l’ouvrage :

� soit vis-à-vis du vieillissement des tranches,

� soit vis-à-vis de nouvelles conditions d’exploitati on,

� soit vis-à-vis d’incidents,

� soit en raison de l’évolution des codes et normes.

� Démontrer la conformité par rapport au référentiel

114

- Codes de construction (EUROCODES)- Normes

- CCTG

Conception et réalisation d’ouvrages neufs

Elaboré par

Rôle

Documents amont

Documents aval

SEPTEN

ETC-C. Règles de Conception et de Construction applicables au Génie CivilETC-C. Règles de Conception et de Construction applicables au Génie Civil

Notes d'hypothèses de calculsContrats d'étudesCCTG, CCTP Contrats de travaux

En amont car il formalise un accord avec l’ASN

En aval pratiquement pour la réalisation, car rédigé en partie sur la base du CCTG

115

Ouvrages soumis au ETC-C 1

2

3

4 5

7

6

références

autres documents

4 annexesannexe A : calcul sismique

des bâtiments

Principes de justificationet documents applicables

Définition des actionset de leurs valeurs représentatives

Justifications relativesaux ouvrages en béton

Annexes diverses

Justifications relativesaux ouvrages et pièces métalliques

ETC-C: Critères de conception (Partie 1)ETC-C: Critères de conception (Partie 1)

116

Prise en compte des agressions naturelles, internes, externes d’origine humaine dans le dimensionnementPrise en compte des agressions naturelles, internes, externes d’origine humaine dans le dimensionnement

Agressions naturelles

Séisme

Inondation

Charges climatiques

(neige, vent, grand froid )...

Agressionsinternes

Incendie

Rupture de tuyauteries

Projectiles

Inondation

Explosions...

Agressionsexternes

liées à l’activité humaine

Chute d’avion

Environnementindustriel (explosion,

incendie, gaz toxiques )

Projectileturbine

...

117

� partie 2 basée sur le CCTG (plus complet : ensemble dudomaine du GC / ouvrages de

Sûreté)

Certains domainesspécifiquement nucléaires pas dans le CCTG

Peau et pièces d'étanchéité des enceintes

Revêtement et pièces métalliques des piscines

Conduites enterrées et classées de sûreté

ETC-C: Critères de Réalisation (partie 2)(…) Enceinte de confinement (partie 3)

ETC-C: Critères de Réalisation (partie 2)(…) Enceinte de confinement (partie 3)

� partie 3 spécifique non basée sur le CCTG

Annexe A : calcul sismiquedes bâtiments

Annexe B : Enceinte double sanspeau d ’étanchéité.

Dispositifs de contrôle d’étanchéitéet d’injection de l’enceinte interne

118

Normes, réglementationETC-C

Spécifications techniques applicable aux travaux de gros œuvre (tous types d ouvrages) définies par référence à des normes européennes, ou à défaut nationalesDocument contractuel vis-à-vis des Entreprises (~ CST)

Emetteur

Rôle

Documents amont

Documents aval

CEIDRE - TEGG - GENIE CIVIL

Cahier des clauses techniques Particulières (CCTP) de chaque marché

Cahier des Clauses Techniques Générales applicables aux travaux de gros œuvre (CCTG)Cahier des Clauses Techniques Générales applicables aux travaux de gros œuvre (CCTG)

119

Emetteur

Rôle

Documents amont

Documents aval Contrats de travaux

Document (très évolutif) complétant le CCTG

Normes, réglementation, CCTG et CCTR

Notes, Directives et Recommandations TEGGNotes, Directives et Recommandations TEGG


120

Spécification technique (équivalent du CCTG) pour les travaux de peinture et de revêtementDocument contractuel vis-à-vis des Entreprises (~ CST)

Emetteur

Rôle

Documents aval

Documents amont Normes, réglementation

Contrats ayant une part de protectionpar revêtement peinture

CCTR. Cahier des Charges pour Travaux de Revêtement (peintures et produits connexes)CCTR. Cahier des Charges pour Travaux de Revêtement (peintures et produits connexes)


121

Compléments. Manuel Technique de Topographie (MTT)Compléments. Manuel Technique de Topographie (MTT)

Emetteur

Rôle

Documents amont

Documents aval

CNEPE - Division Topographie

Notes de doctrine technique de l’ensemble des activités topographiques de la DIS (nucléaire, thermique classique, hydraulique)

Codes et normes, réglementation

Tous documents du domaine Topographie

122

Critères de conception de l’EPRCritères de conception de l’EPR

French rules Harmonized rules German rules

ETC’sRCC KTA

DRI Layout Requirements

Regulation level :Cooperation between GPR and German experts to define common guidelines for new reactors

Codes and standard level :Cooperation between :Utilities and DesignersApproval by IPSN, GRS, TÜV

Engineeering practice level :Cooperation between Utilities and Designers

Regulation :

Guidelines

Technical codes Codes and standards

:

ETC’s

Engineering rules :

Layout requirements

123

LES CONSÉQUENCES SUR LA CODIFICATIONLES CONSÉQUENCES SUR LA CODIFICATION

Normes européennesGPR/RSK conclusions

KTASeries2.000 3.

ETC-SEPR Technical

CodesETC's

ETC-M

ETC-C

ETC-I

RCC-P MG

EI

EPRBasic DesignFRANCE

ALLEMAGNE

Eurocodes

124

Instrumentation and Control

ETC-I

Critères de conception de l’EPRCritères de conception de l’EPR

Electrical Equipment

ETC-E

Mechanical components

ETC-M

Fire Protection

ETC-F

Civil Engineering

ETC-C

ClassementAnalyse des agressions

Conditions d’application des chargesCombinaison des chargements

Zones/Secteurs de feuDégagements protégés

Safety and process

ETC-S

125

Un référentiel des exigences : pourquoi ?

Rappel situation du RCC-G : mélange entre les exigences conception et description des moyens pour les satisfaire

Demande récurrente du GPR : pouvoir examiner les exigences associées à la conception des ouvrages

Création de « § 0 » dans les RDS : collection des exigences de sûreté applicables au sujet décrit

Conception des ouvrages EPR : différence importante de conception % parc et définition des ouvrages concernés

Création d’un référentiel des exigences de sûreté pour les ouvrages de génie-civil EPR : àsoumettre au GPR

126

Référentiel des exigences de sûreté : contenu

Description des ouvrages concernés

Hypothèses de conception des ouvrages

Intégration des exigences de sûreté dans la conception

� Définition des situations et fonctions attendues des ouvrages

� Exigences applicables pour le BR et les autres ouvrages

� Critères de génie-civil associés : interface avec l’ETC-C

� Applicabilité des RFS

Conclusion et annexes (chargements et tableaux)

127

Référentiel : ouvrages de Catégorie I

Bâtiment Réacteur : enceinte interne, externe, réserves d’eau, traversées

Bâtiment Combustible : partie inférieure, piscine et hall de manutention

Bâtiment des Auxiliaires de Sauvegarde : organisé en 4 trains différents

Bâtiment des Auxiliaires Nucléaires : zone contrôlée et non contrôlée

Ouvrages communs : radier et coque avion

Bâtiment de Traitement des Effluents : idem BAN

Bâtiments des diesels : organisation des bâtiments et des groupes

Station de pompage : principe de séparation entre voies

Galeries nucléaires et ouvrages associés

SDM et autres bâtiments traités en dehors du référentiel

128

Ouvrages de Catégorie I

129

Situations considérées à la conception

« Conditions de dimensionnement » des ouvrages

– Conditions de fonctionnement de référence (PCC1 à 4)

– Conditions de réduction du risque (RRC-A et B)

– Agressions internes et externes

– Situations étudiées au titre de la défense en profondeur (marges)

Répartition en situations pour les besoins de la conception

– Situations normales (représentatives de l’exploitation du réacteur)

– Situations exceptionnelles : 1 fois dans la vie de la tranche (PCC2, séisme d’inspection, neiges et vents , …)

– Situations accidentelles : agressions externes (séisme, chute d’avion, explosion, …), accidents (PCC3/4), AG, intégration de marges

130

Analysis principlesAnalysis principles

� The actions are defined in document ETC-S

� All structures shall be designed to have adequated structural resistance, serviceability and durability following the requirements for design situations and the corresponding acceptance criteria described hereafter.

� This part is intended to be used with construction rules (part 2) and the requirements are linked with part 3 (leak and resistancetests)

131

Applicable documentsApplicable documents

� Basic Safety Rules 2001-01, I.2.d, I.2.e, V.2.g

� ETC-C

� Eurocodes EN 1991, EN1992, EN1993, EN1994, EN 1997, EN1998 with their French annexes

� French norm XP A35 045 part 1 to 3 (february 2000)

� EUR

� FIB 99 - K.H. Reineck - Shear design concept for structural concrete based on strut-and-tie models

� Project of CEB Design guide : Design of Fastening in concrete 1997

132

Actions classificationActions classification

� Actions are classified as follows:

• general actions applicable to all buildings covered by this document,

• actions particular to the reactor building, in addition to or modification of the general actions,

• actions particular to steel structures, underground tunnels and conduits, in addition to or modification of the general actions.

� In each of these groups, actions are classified in accordance with their permanent, variable or accidental nature. The main actions considered are the followings:

133

Permanent ActionsPermanent Actions

� The different types of permanent actions, noted G, are:

� dead weight of structural members determined on the basis of the geometrical characteristics and the material density,

� dead weight of the equipment during normal operating conditions (defined by individual loading on bearings or by means of loading pressure on an area),

� mean permanent temperature (T),

� shrinkage and creep,

� Effects of ground settlements or other permanent displacements imposed on the structure,

� Hydrostatic pressure of the water (for pool).

� The type of permanent action, noted P, is:

� actions due to prestressing.

134

Variable ActionsVariable Actions

� The different types of variable actions are:

� loads applied during construction (noted Qk,c), (defined by individual loading on bearings or by means of loading pressure on an area),

� live loads during normal operating or reactor shut-down (noted Qk,L), (defined by individual loading on bearings or by means of loading pressure on an area). These loads are taken into account only for the detailed design of walls, they are not taken into account for the general analysis of the structure.

� variations of temperature (noted Qk,T ) around their mean value, during normal operating conditions,

� normal water temperature (noted Qk,T,N) and exceptional water temperature (noted Qk,T,E) for pools,

135

Variable Actions (ctd)Variable Actions (ctd)

� Average value of variable action in normal operating conditions (noted Qk,mean),

� Variation of actions due to lateral thrust of soil and of ground water table level around their mean values (noted Qk,wl),

� Wind or Snow action (noted Qk,w or Qk,s),

� Serviceability Earthquake (noted Qk,E),

� A specific variable action applied to the reactor building is the containment test pressure (noted Qk,test). The test pressure is the design pressure. This action is also considered for the steelwork structure (test of polar crane).

136

Accidental ActionsAccidental Actions

� The different types of accidental actions are:

� high energy piping rupture (noted Ad,s),

� loss of coolant accident (LOCA) (noted Ad,p),

� severe accident (noted Ad,A),

� design Earthquake or aircraft impact including induced vibration (noted Ad,E or Ad,apc),

� external explosion (noted Ad,exp),

� internal missile (noted Ad,m),

� site flooding action (noted Ad,wl),

� accidental variation of temperature or accidental water temperature (for pool) (noted Ad,T),

� reaction of equipment and water under the effect of design earthquake (for pool) (noted Ad,Er).

137

Accidental Actions combinationAccidental Actions combination

� According to EN 1990, accidental actions which are not correlated are not considered in the same accidental situations, except to the following case:

LOCA + Design earthquake conventional load combination

138

Exemple : Hypothèses de conception de l’enceinte

interne

Exemple : Hypothèses de conception de l’enceinte

interne

Les hypothèses de conception de l’enceinte interne intègrent :

Une pression maximale de 0,65MPa avec des critères gradués liés à la nature de l’ouvrage

Une pression d’épreuve de 0,6 MPapour l’essai de résistance

Une pression de 0,55 Mpa pour l’ essai d’étanchéitéavec un taux de fuitede 0,155 %/j

Une évolution de la pressionselon diagramme 0

0,2

0,4

0,6

12 24 36

0,55Pression

(MPa)

0,65

h

139

Exemple (suite) :Enceinte interne et autres ouvragesExemple (suite) :Enceinte interne et autres ouvrages

Évolution de la température associée

Traitement des autres ouvrages (BAS, BK, …) selon un principe identique avec adaptation aux fonctions recherchées

50

100

150

200

20 40 h

Température (°C)

170

100

bétonpeau métallique

140

Fonctions attendues des ouvrages

ABB : aptitude au service de l’ouvrage béton – il reste adapté à son usage

RBB : résistance à la sollicitation – déformations permanentes admises stabilité et capacité àsupporter les équipements malgré des déformations permanentes dans le béton

AMM : aptitude au service de la structure métallique – intégrité et absence de déchirure pour les revêtements – pas de critères de fuites

RMM : capacité de résistance pour les structures métalliques – déformations permanentes admises – fonctionnalité doit rester assurée

C : capacité de confinement de l’enceinte interne : respect d’un critère de fuite

E : étanchéité des rétentions : capacité à retenir de fluides après sollicitations malgré des déformations permanentes

141

Exigences de sûreté : exemple du BR

Situations AGcumul LOCA et

séisme conception

Séisme conceptionSituations PCC3 et PCC4

Essais et épreuves

périodiques

Normales , exceptionnelles (PCC2 , SI. et environnement)

ETC-C : Groupede combinaisons

d’actions

Liner et TraverséesRadierEnceinte

externe

Enceinte interne (paroi béton)Situations

ABB (Aptitude au service)

C (confinement)TdF = 0,3 v/jRBB ( Résistance)

ABB (Aptitude)

RBB (Résistance)

Groupe 1C (confinement)+ AMM (intégrité)

TdF = 0,155 v/j

Groupe 2

Groupe 3

C (confinement)+ AMM (intégrité)

C (confinement)

ABB + C ABB

142

Exigences applicables à la conception du BR

RB//RBCumul LOCA + séismeA8

RB//RBRupture 2A-LOCAA7

RBCRBRBAmbiance RRC-BA6

//RBRBAmbiances PCC3/4 et RRC-AA5

/RB localeRBRBRTHE / ProjectilesA4

/RB//Explosions / IncendiesA3

RBRB//Chute d’avionA2

RBRBRBRBSéismeA1

ABAB+ C/ABEssais et épreuvesE6

E///Nappe phréatiqueE5

/AB//Températures exceptionnellesE4

/AB//Neiges et ventsE3

ABABABABSéisme d’inspectionE2

AB/ABABAmbiance PCC2E1

AB/ABABÉtats réacteur A à FN

RadierEnceinte externeStructures internesEnceinte interneSituations

A : aptitudeau service

C : confinement

R : capacité de résistance

E : étanchéité

Légende :

Ind B : paroi béton

143

Exigences applicables aux autres bâtiments (1/2)


C : confinement


E : étanchéité

Légende :


////Ambiance RRC-BA6

/E*RB / C*RB / C*Ambiances PCC3/4 et RRC-AA5

////RTHE / ProjectilesA4

RBRBRB/Explosions / IncendiesA3

RB///Chute d’avionA2

RBRB / E*RBRBSéismeA1

/AB//Nappe phréatiqueE5

ABABAB/Températures exceptionnellesE4

ABABAB/Neiges et ventsE3


/ABABABAmbiance PCC2E1

/ABABABÉtats réacteur A à FN

Coqueavion

BAN - BTEstruc. exter.

BAS 1 / 4structures

BK et BAS 2 / 3Situations

C* : par ventilation

E* : par cuvelage

144

Exigences applicables aux autres bâtiments (2/2)


C : confinement


E : étanchéité

Légende :


//RB / C**/Ambiance RRC-BA6

///RB / C**Ambiances PCC3/4 et RRC-AA5

////RTHE / ProjectilesA4

RBRB//Explosions / IncendiesA3

/RB * RB *RB *Chute d’avionA2

RBRBRBRBSéismeA1

ABAB//Nappe phréatiqueE5

ABAB//Températures exceptionnellesE4

ABAB//Neiges et ventsE3


///ABAmbiance PCC2E1

ABAB//États réacteur A à FN

Bâtiments Diesels

Station de pompage

BAS locaux CHRS

BASlocaux RIS

Situations

R* : partielle

C** : suivant conséquences

145

Exigences applicables aux structures métalliques

////CCCumul LOCA + séismeA8

////CCRupture 2A-LOCAA7

////CCAmbiance RRC-BA6

E//ECCAmbiances PCC3/4 et RRC-AA5

////RMCRTHE / ProjectilesA4

//////Explosions / IncendiesA3

//////Chute d’avionA2

EEAMECCSéismeA1

////C + AMC + AMEssais et épreuvesE6

EEEEC + AMC + AMSéisme d’inspectionE2

EE/EC + AMC + AMAmbiance PCC2E1

EEEEC + AMC + AMÉtats réacteur A à FN

Non vidangeablesCompartiments

Vidangeables

Piscine BRPiscine RISTraverséesPeau BRSituations

146

XXXEssais8

XXXXClimat exception.7

XXXTemp. excep. eau6

XXXXNappe phréatique5

XXXXSéisme d’inspection4

XXXXFonct.normal + charges climat.

3

XXXXFonctionnement

normal2

XXXXXConstruction1

NomN°

Actions accidentellesActions variablesActions permanentes

Ch

arg

es

per

man

ente

s

Tableau des cumuls de chargements (1/2)

Pré

cont

rain

te

Ch

arg

es d

e co

nst

ruct

ion

ou

ex

plo

itatio

n

Te

mp

érat

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ex

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Au

tres

(sé

ism

e

d’in

spec

tion

, …

)

Inte

rne

Ext

ern

e

Situ

atio

ns

nor

mal

esS

ituat

ion

s ex

cept

ionn

elle

s

147

XXXXXXInondation18

XXXXXExplosion17

XXXXXChute d’avion16

XXXXXSéisme + vibrations15

XXXDE + climat20

XXXXXXLOCA + DE19

XXXXTemp. Acc. Eau14

XXXXMissile interne13

XXXXXRTHE12

XXXXSA (0,65 MPa) 11

XXXXAcc (0,55 MPa)10

XXXLOCA9

NomN°

Actions accidentellesActions variablesActions permanentes

Cha

rges

perm

anen

tes

Tableau des cumuls de chargements (2/2)

Pré

cont

rain

te

Cha

rges

de

cons

tru

ctio

n ou

ex

ploi

tatio

n

Tem

pér

atu

re

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d’

insp

ect

ion,

…

)

Inte

rne

Ext

ern

e

Situ

atio

ns

acci

den

telle

s

148

1. Partie 1 : Conception

Actions et combinaisons d’actions Structures en béton Pièces métalliques participant à l’étanchéité Revêtement des piscines Structures métalliques Ancrages des platines

2. Partie 2 : Réalisation

3. Partie 3 : Instrumentation et essais

Sol, Béton, Parements et coffrages, armatures pour béton armé, Précontrainte, Traversées, Liner et Revêtements des piscines, structures

métalliques, Tolérances

Essais d’étanchéité Instrumentation et essai de résistance

EPR Technical Code for Civil works

Annexes (analyse sismique, retrait et fluage, méthode simplifiée pour l’impact avion militaire, formule de perforation)

ETC-C = RCC-G 88 adapté au contexte EPR (même struc ture)

149

Conception du Parc ...

et EPR

RECOMMANDATIONS

ATAvis

TechniquesCirculaires

Règlements(Arrêtés,Décrets )

NF

Normes ENproduits

Règles : BAELBPELCMNVPS

RCC-GCST- CRT

DTU

ATEAgrémentsTechniquesEuropéens

Documentsd’accompa-

gnementRecom -

mandations

AT

NF

EN

EUROCODESSTRUCTURAUX

(EN + NF avecannexes nationales) Arrêtés

etDécrets

ETC-C

Évolution de la réglementation

150

Partie 1 - Critères paroi béton enceinte EPR /(900)

2/3 fy

0,8 fy

(2/3 fy )

0,8 fy

(2/3 fy )

0 MPa

fck

(0,6*fck)

EPR : P à 0,55 MPa, LOCA, DE

(900 : LOCA, DE)

Groupe 2

EPR : SA à 0,65 MPa et LOCA +DE

(900 : LOCA +DE)

EPR et 900 : Service normal et épreuve

Zones singulières (base du dôme, TAM, gousset)

Zone courante (dôme, cylindre)

εεεεs ≤≤≤≤ 10101010‰2/3 fy

Aciers passifs intrados

εεεεs ≤≤≤≤ 10101010‰2/3 fy

Aciers passifs extrados

εεεεs ≤≤≤≤ 10101010‰

2/3 fyAciers passifs

0 MPa Comp. Résiduelle

(précontrainte)

εεεεs ≤≤≤≤ 3333‰0,6*fckLimite Béton

Groupe 3Groupe 1

151

Partie 1 - Critères peau métallique

0,5 du

min (0,9 Fy ; 0,7 Fu )

0,25 dumin (0,67 Fy ; 0,5 Fu )

ANCRAGES

DEPLACEMENTS ADM. EFFORTS ADMISSIBLES

0,0100,0050,0140,0030,010

0,0020,0040,0010,002

LINERDEFORM. ADM. :

� compression de membrane � compression de membr. + flexion� traction de membrane� traction de membr. + flexion

Déflagration H2450 °C local

(0.55MPa), LOCA, DE, SA (0.65 MPa), LOCA+DE

Service NormalEpreuve

CHARGEMENTS

Groupe 3bisGroupes 2 et 3Groupe 1

Nouveautés par rapport au 900 :

- critère de déformation de la peau pour l’effet local de la déflagration hydrogène

- limitation d’effort dans les ancrages rajoutée en sit. Acc. et critère relaxé / Fu

152

SOMMAIRESOMMAIRE


� Contexte de constructions de centrales nucléaires

� Cas particulier de l’EPR de Flamanville 3



� Organisation pour la conception et de la réalisation du Génie-Civil

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------







---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


153

Cas particulier de la chute d’avionCas particulier de la chute d’avion

Coque avion

Protection parséparation

Protection par coque en béton armé

Protection standard

Bâtiment d'accès

Accès matériel

Bâtimentdes

auxiliairesnucléaires

Bâtiment 3 des

auxiliairesde

sauvegarde

Bâtiment 2des

auxiliairesde

sauvegarde

Bâtimentcombustible

Bâtimentréacteur

Bâtiment 2des diesels

Bâtiment 1 des diesels

Bâtiment 1des

auxiliairesde

sauvegarde

Bâtiment 4des

auxiliairesde

sauvegarde

155

Cas particulier de la chute d’avionCas particulier de la chute d’avion

� Type d’avions considéré

�Aviation générale (LearJet et Cessna)

�Aviation militaire (C1-C2)

�Aviation commerciale

� Type d’analyse réalisée

�Calcul locaux contre la perforation

�Calcul semi-locaux contre l’endomagement localisé

�Calcul globaux contre l’ébranlement

120 Force (MN)

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Time (ms)

Load time diagrams

C2

C1

156

Cas particulier de la chute d’avionModèle dynamique pour la chute d’avion et le séisme

157

� Simplified method ETC-C:

� Non linear method adapted to the military airplane for EPR

� Mixed analysis for the combined effect punching- bending

Méthode simplifiée (étude paramétrique)

Md

Mc

Ms

F(t)

a

r

Mc

Kc

Md

Kd

Ms

Ks Rs

Rd

Rc

d

d

d

Cas particulier de la chute d’avion

158

Cas particulier du séismeCas particulier du séisme

� Modelling of the soil

� Modelling of civil structures

� Model of soil- structure interaction:

� Impedance functions method

� Classi

� Modal analysis, modal damping

� Response analysis

� time-histories

� spectrum response

� Envelop , broadening and smoothing of spectra

159

Introduction To EPR Seismic DesignIntroduction To EPR Seismic Design

Safety Significance Of Seismic Design

� Seismic Design: Safety Requests

� Safety Classified Components And Buildings (For Instance NI Buildings)

� Non Safety Classified Components Or Buildings But For Which Failure Remains Unacceptable Because Of Their Consequences For Safety Classified Buildings Or Components (For Instance Operation Building)

� Seismic Design: Other Requests

� Buildings Or Components Which Are Not Involved In Safety Concern But For Which Civil Regulation Implies Classical Seismic Design Or EDF Requires Minimal Seismic Design

�

160


Safety Significance Of Seismic Design

� Safety Classification For Buildings (Sub-Chapter 3.2 Of PSAR)

� C1 “Classification related to external hazards thus concerns buildings which house either equipment that ensures F1 functions, or radioactive materials…A building is classified C1 if it houses or supports: either equipment which fulfils F1 functions, or components liable to contain radioactive materials, therefore classified mechanical M1, M2 or M3.Other buildings are not safety classified: NCB”.

� Seismic Classification For Buildings (Sub-Chapter 3.2 Of PSAR)

� SC1 “Equipment which fulfils F1 functions or is M1-classified, and C1-classified buildings must be seismic class 1. M2- or M3-classified components may be classified as seismic 1 class on a case by case basis in the light of the containment function functional analysis, and taking building requirements into account. Generally speaking, systems which fulfil F2 functions need not be SC1.”

� SC2 ”Equipment and structures which have to protect or can have an unacceptable impact on seismic class 1 equipment are seismic class 2”

161


Safety Significance Of Seismic DesignDésignation des ouvrages Classement de sûreté Classem ent sismique

Ilot Nucléaire- Radier commun Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1)- Bâtiment Réacteur (HR ou BR) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1)- Bâtiment Electrique et de Sauvegarde div 1 et 4 (HL 1&4 ou BAS/BL 1&4) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1)- Bâtiment Electrique et de Sauvegarde div 2 et 3 (HL 2&3 ou BAS/BL 2&3) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1)- Bâtiment Combustible (HK ou BK) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1)- Coque Avion Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1)- Bâtiment des Auxiliaires Nucléaires (HN ou BAN) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1)- Bâtiments des Diesels (HDA, HDB, HDC, HDD ou BD) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1)- Tour d'accès (HW) Non classé Classe sismique 2 (SC2)- Bâtiment de Traitement des Effluents (HQB ou BTE) et Bâtiment d'entreposage (HQA)

Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1)

- Cheminée DWN Non classé Classe sismique 2 (SC2)

Ilot Conventionnel- La Salle des Machines (HM ou SdM) Non classé Classe sismique 2 (SC2)- Bâtiment Electrique Non Classé (HF ou BLNC) Non classé Non

Ouvrages de site- Station de Pompage (HPA, HPB, HPC, HPD ou SdP) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1)- Ouvrage de Rejet et de Pré-rejet (HC) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1)- Bâtiment de collecte et de traitement des effluents de site (HX) Non classé Non- Pôle Opérationnel d'Exploitation (HB ou POE) Non classé Classe sismique 2 (SC2)- Plateforme d'évacuation d'énergie (HJ, HT) Non classé Non- Bâtiment de stockage gaz (HZ ou BZ) Non classé Classe sismique 2 (SC2)- Passerelle inter-bâtiments Non classé Non- Extension métallique du bâtiment combustible Non classé Non- Laverie Non classé Non

162


C1-SC1

NCB-SC2

NCB-NSC

163


Rules And Regulations Framework Of Seismic Design

(French Context)

EPR Technical Code For Civil WorksETC-C

Civil Works Seismic Design RulesASN GUIDE 2/01

Geological and Geotechnical Studies For Nuclear Site sRFS I.3.c

Seismic Instrumentation Definition For Nuclear Faci litiesRFS I.3.b

Seismic Motions Definition For Nuclear FacilitiesRFS 2001- 01

164


Main Topics Identification

For Seismic Design In Nuclear Practice

� Design Basic Earthquake Motions

� Foundation Soil Properties

� Buildings Characteristics (And Components Ones If Necessary)

� Design Principles And Specific Construction Recommendations

� Seismic Loading and Loads Combination

� Soil Structure Interaction

� Buildings Model

� Calculation methods

165


Main Outcomes Identification


Soil Spectra: Free Field Spectra

• SMHV And SMS Spectra

• Minimal Spectra (scaled at 0.1g) and Paleo-Earthquake Spectra

Design Basis Spectra(Soil): Used For Civil Works Design

• Standard Spectra : For Standard Structures Of Nuclear Island Design

• Site Specific Spectra : For Site Specific Structures Of Nuclear Island Design

Floor Response Spectra: For Components Design Including The Effects Of

• Soil Structure Interaction

• Buildings 3D Dynamic Behaviour

166

Seismic Hazard Definition: RFS 2001-01 ApplicationSeismic Hazard Definition: RFS 2001-01 Application

� RFS 2001-01 Outcomes

� This rule aims to define acceptable method to determine seismic motions which have to be taken into account for seismic design of nuclear facilities.

� This rule is based on a deterministic approach and provides among other things Free Field Soil Spectra to be considered for seismic design.

167

Domaine 1

Domaine 2

Domaine 3 :Famille de failles

SITE

VIII

VIIVII

VI

VII

VI

V

VIII-IX

Sismotectonic Zoning

Seismic Avtivity Data BaseClosest TransferIntensity Decraese

Seismic Hazard Definition: RFS 2001-01 Application

168


Earthquake Historical Database

169

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Distance Epicentrale (km)

Inte

nsité

Obs

ervé

e (M

SK

)

+ σcourbe théorique − σABC

Sé isme n° 880001 du 12/ 5/ 1682 ( A)Sé isme n° 880001 du 12/ 5/ 1682 ( A)Sé isme n° 880001 du 12/ 5/ 1682 ( A)Sé isme n° 880001 du 12/ 5/ 1682 ( A)

HAUTES-VO SG ES (REMIREMO NT)HAUTES-VO SG ES (REMIREMO NT)HAUTES-VO SG ES (REMIREMO NT)HAUTES-VO SG ES (REMIREMO NT)

Io = 8M = 5.86

h = 16.0 km

Io - I = k.m.Log(D/h) + α.(D - h)k = 3,36 m = 1 α = 1.10-5


170

M = 0,44.I + 1,48.Log(D) + 0,48

• M = Magnitude (ML LDG)

• I = MSK Intensity at one point

• D = Focal Distance (D= √(R/h))


I SMS = I SHMV +1

Or

M SMS = M SMHV + 0.5

• SMHV : Maximum Historically Expected Earthquake

• SMS : Safety Increased Earthquake Or Site Specific Safe Shutdown Earthquake (SSE)

171

PaysNombre

d’enregistrements%

Italie 480 49.7Etats-Unis 163 16.9

Grèce 82 8.5Géorgie 58 6

Yougoslavie 52 5.4Iran 37 3.8

Turquie 24 2.5Slovénie 20 2.1Arménie 18 1.9Algérie 15 1.6

Portugal 6 0.6Espagne 4 0.4Bosnie-H. 2 0.2

Croatie 2 0.2Macédoine 2 0.2

TOTAL 965 100.0 %

Répartition des enregistrements de la base

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

7.5

8

1 10 100 1000Distance (km)

Ma

gn

itud

e

sol moyen (678)

rocher (287)


Earthquake Records Database

172

Spectre de réponse

0.01

0.1

1

10

0.1 1 10 100Fréq (Hz)

Acc

élé

ratio

n (

m/s

²)Accélérogramme

-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 5 10 15 20 25 30 35Temps (s)

Acc

élé

ratio

n (

m/s

²)

Name Country Date Latitude Longitude Depth MsLocal

intensityPotenza Italy 5-mai-90 40.65° 15.92° 12 km 5.6 VII (MCS)

Stationname CountryEpicentral distance

Foundation category

Peak acceleration

Peak velocity

Brienza, NS Italy 31 km stiff soil 0.944 m/s² 3.734 cm/s

Earthquake

Station


Free Field Spectra

173

Horizontal pseudo-acceleration Spectra are calculated by :

Log10S(f) = a(f).M + b(f).D – Log10D + c(f)

S : Pseudo-Acceleration response spectra.a, b, c : Coefficients, depending on frequency and damping (obtained by statistical regression from

natural seismic records data base).f : Frequency.M : Seismic magnitude.D : Focal distance = with r = epicentral distance, h = focal depthh²r² +


Free Field Spectra

174

0.01

0.1

1

0.1 1 10 100Fréqence (Hz)

Acc

élér

atio

n (g

)

séisme Io │ M h R D │ Isite │sol PGA (g)

SMHV VII │5.20 12 12 17 │ VI-VII (6.59) │moyen 0.089

SMS VIII │5.70 12 12 17 │ VII-VIII (7.73) │moyen 0.127

NRC 0.15 g

Minimal forfaitaire sol moyen

Spectres de solamortissement 5%


Free Field Spectra

175

Seismic Hazard Definition: RFS 2001-01 ApplicationSeismic Hazard Definition: RFS 2001-01 Application












176

EPR Civil Work Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Civil Work Seismic Design: ETC-C Application

Earthquake Action Definition

� Site Specific Safe Shutdown Earthquake (SSE)

� Deterministic Approach (SMS) in French context according to RFS 2001-01

� Other approach remains possible in other context

� Design Basis Earthquake (DE)

� DE must cover SSE, PE and ME according to Guide ASN (site dependent)

� DE can also be defined as one all-in seismic motion covering most of SSE and PE (ETC-C) to become independent of site conditions

� Inspection earthquake

� A lower level earthquake is defined as an inspection basis earthquake under which operating is not affected

177


Design Basis Earthquake (DE)

SMS (M=5,73 – D=19km) I0=VII-VIII

Flamanville Site SSE

178


Seismic Loads Combination

][][]],,,,[ FEQPTSWG ψψψψϕϕϕϕ ++[+

Permanent or quasi permanent actions (including prestressing for Containement Shell only)

Variable Actions (can be affected by a coefficient φ≤1)

Design Earthquake

Other accidental Action (LOCA) for specific combination- Generally ψ=0

179


Seismic Behaviour Requirements

� When necessary, seismic class 1 structures requirements are operability required during or after an earthquake, functional capability, integrity, stability.

� Seismic class 2 equipments/structures are designed using methods appropriate to their requirements. Generally, the requirement for seismic class 2 structures is stability and requirements for seismic class 2 equipment are stability and/or integrity.

180


Seismic Design Basic Principles

� Building Regularity – Continuous bracing (Fuel Building Adaptations)

� Foundations monolithism (Common raft)

� Distance between separated buildings (30 cm to 40 cm between HW/HL and HN/HK-HL)

19

22

26 1

922

26

181


Materials Properties

� Design compressive and tensile strengths

� Concrete

� Reinforcing Bar

�

� Partial Factors for materials (ULS)

)1(05,0, ==== ctccc

ctkctd

c

ckcd

ffand

ff αααααααα

γγγγγγγγ

ukuduk

yk

andwith

BclassBarsDuctilityHighMPaf

εεεεεεεεεεεε 9,0%5

)(500

=≥

=

182



� Concrete Elastic Modulus

� EN 1992-1-1

� Damping for material

183



� Flamanville Soil Properties

� Range 2/3 – 3/2 Around The Mean Characteristic

� 2 Soils Layers

- Layer 1: 6m of Crack Granite

- Layer 2: 500m of Compact Granite

184


Soil Structure Interaction Principles

� Finite Element Or Impedance Method

� Spatial Variation Of The Free Field Motion

� 3D Effects

� Effect Of Embedment If Significant

� Raft Uplifting

� Interative process by cancelling tensile forces for soil reactions if compressed interface area is lower than 90% of the total interface area

� Non linear time history analysis (or equivalent static analysis taking into account the uplift) when if compressed interface area is lower than 70% of the total interface are

185


Soil Structure Interaction Principles

� Soil+Foundation Impedance Functions Soil-Structure interaction

G1, E1

G2, E2

186


Soil Structure Interaction: Impedance Function

187


Buildings Modelling and Dynamic Calculations

GENERAL DYNAMIC ANALYSIS FOR NUCLEAR ISLAND BUILDIN GS (*)

MODAL SPECTRAL ANALYSISMETHOD OF ANALYSIS

GLOBAL STRUCTURES CALCULATION

HERCULE (ASTHER-HERAST)SOFTWARE

SAME MODEL AND BEHAVIOURMODEL AND BEHAVIOUR

METHOD OF ANALYSIS

SSI

BEHAVIOUR LAW

MESH

FINITE ELEMENTS TYPE

MODELLING TYPE

SOFTWARE

EQUIVALENT STATIC ANALYSIS (LOADS COMBINATIONS)

MISS3D – FLAMANVILLE SITE CONDITIONS

LINEAR ELASTIC

SLABS + WALLS + COLUMNS + MAIN OPENINGS

SHELLS + PLATES + BEAMS

3D FE MODEL

ASTER

(*) Except For HR And HD

188


189


190


191


EQUIVALENT STATIC ANALYSIS (LOADS COMBINATIONS)METHOD OF ANALYSIS

SAME BEHAVIOUR BUT VOLUMIC FINITE ELEMENT FOR CONTA INMENTMODEL AND BEHAVIOUR

ANSYSSOFTWARE

GLOBAL STRUCTURES CALCULATION FOR REACTOR BUILDING

192


SPECIFIC DYNAMIC ANALYSIS FOR DIESEL BUILDING

NON LINEAR TIME HISTORY ANALYSIS (RAFT UPLIFT)METHOD OF ANALYSIS

GLOBAL STRUCTURES CALCULATION

HERCULE (ASTHER-HERAST)SOFTWARE

SAME MODEL AND BEHAVIOURMODEL AND BEHAVIOUR

METHOD OF ANALYSIS

SSI

BEHAVIOUR

MESH


MODELING TYPE

SOFTWARE

EQUIVALENT STATIC ANALYSIS (LOADS COMBINATIONS)

MISS3D – FLAMANVILLE SITE CONDITIONS

LINEAR ELASTIC FOR MATERIALS



3D FE MODEL

ASTER

193


Désignation des ouvrages Classement de sûreté Classem ent sismique Niveau sismique

Ilot Nucléaire- Radier commun Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1) 0,25g- Bâtiment Réacteur (HR ou BR) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1) 0,25g- Bâtiment Electrique et de Sauvegarde div 1 et 4 (HL 1&4 ou BAS/BL 1&4) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1) 0,25g- Bâtiment Electrique et de Sauvegarde div 2 et 3 (HL 2&3 ou BAS/BL 2&3) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1) 0,25g- Bâtiment Combustible (HK ou BK) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1) 0,25g- Coque Avion Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1) 0,25g- Bâtiment des Auxiliaires Nucléaires (HN ou BAN) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1) 0,25g- Bâtiments des Diesels (HDA, HDB, HDC, HDD ou BD) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1) 0,25g- Tour d'accès (HW) Non classé Classe sismique 2 (SC2) 0,25g- Bâtiment de Traitement des Effluents (HQB ou BTE) et Bâtiment d'entreposage (HQA)

Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1) 0,25g

- Cheminée DWN Non classé Classe sismique 2 (SC2) 0,25g

Ilot Conventionnel- La Salle des Machines (HM ou SdM) Non classé Classe sismique 2 (SC2) 0,20g- Bâtiment Electrique Non Classé (HF ou BLNC) Non classé Non 0,10g

Ouvrages de site- Station de Pompage (HPA, HPB, HPC, HPD ou SdP) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1) 0,20g- Ouvrage de Rejet et de Pré-rejet (HC) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1) 0,20g- Bâtiment de collecte et de traitement des effluents de site (HX) Non classé Non 0,10g- Pôle Opérationnel d'Exploitation (HB ou POE) Non classé Classe sismique 2 (SC2) 0,20g- Plateforme d'évacuation d'énergie (HJ, HT) Non classé Non 0,10g- Bâtiment de stockage gaz (HZ ou BZ) Non classé Classe sismique 2 (SC2) 0,20g- Passerelle inter-bâtiments Non classé Non 0,10g- Extension métallique du bâtiment combustible Non classé Non 0,10g- Laverie Non classé Non 0,10g

194


C1-SC1

NCB-SC2

NCB-NSC

0,25g

0,25g

0,25g

0,25g0,25g

0,20g

0,20g

0,20g

0,20g

0,10g

0,25g

0,20g

0,10g

0,10g0,10g

195













196

EPR Components Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Components Seismic Design: ETC-C Application

SMS (M=5,73 – D=19km) I0=VII-VIII

Flamanville Site SSE

Design Basis Earthquake (DE)

197


Dynamic coupling criteria (also for CW seismic design)

� Coupled analysis (between CW and Equipment) is required for Rm>0,1

� Coupled analysis is required for 0,01<Rm<0,1 and 0,8<Rf<1,25

� Coupled analysis is not required for Rm<0,01

�Where Rm and Rf are respectively the ratio between the equipment-structure mass and natural frequency.

198


Materials Properties (Standard Soil)

HF=3/2 Flamanville Site Characteristics

199


GENERAL DYNAMIC ANALYSIS FOR NUCLEAR ISLAND COMPONE NTS

TIME HISTORY ANALYSISMETHOD OF ANALYSIS

BROADENING OF FLOOR RESPONSE SPECTRA (15%)POST PROCESS

SSI

BEHAVIOUR LAW

MESH


MODELING TYPE

SOFTWARE

MISS3D – 6 SITE CONDITIONS

LINEAR ELASTIC



3D FE MODEL

ASTER

200













201

SOMMAIRESOMMAIRE







---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------







---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Le chantier EPR Flamanville 3

203

� EDF déjà propriétaire des terrains

� Site déjà disponible

� Construction et exploitation facilitées en bord de mer

� Une expérience du Grand Chantier

� Territoire candidat à l’accueil du projet

Pourquoi à Flamanville ?

204

L’impact socio-économiqueL’impact socio-économique

0

500

1000

1500

2000

2500

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

Nb

de p

erso

nnes

Décision

Mise en service

Effectif total EDF + partenaires industriels

1100

2300

� Coût total : 3.3 milliards d’€

� Nombre d’heures de travail prévues:

8.500.000 heures

� Effectif à la pointe : 2.300 travailleurs

� État actuel :

� 1 100 intervenants extérieurs, 60 agents EDF

� à la fin de l’année 2008, 1.600 et 66 EDF

� Emplois indirects : 100 emplois (restauration, hébergement, transport…)

205

Site avant travaux (2006 - Août)Site avant travaux (2006 - Août)

206

Interfaces CNPE / ChantierInterfaces CNPE / Chantier

Zone chantier

Zone CNPE

Accès chantier

Accès CNPE

Zone chantier

Zone CNPE

Accès chantier

Accès CNPE

Chantier clos et indépendant

207

TRAVAUX PRELIMINAIRESTRAVAUX PRELIMINAIRES

CONFORTEMENT FALAISE

208

TRAVAUX PRELIMINAIRESTRAVAUX PRELIMINAIRES

ADAPTATION CLOTURE DU SITE

209

Terrassement (Mi 2006 – Décembre 2007)Terrassement (Mi 2006 – Décembre 2007)

210

Étanchéité de la digue (2007 – Mars)Étanchéité de la digue (2007 – Mars)

211

Bétonnage des galeries techniques (2007 - Avril)Bétonnage des galeries techniques (2007 - Avril)

212

Installation de la centrale à béton (2007 - Avril)

213

Installation du circuit de refroidissement (2007 - Mai)Installation du circuit de refroidissement (2007 - Mai)

214

Installation des grues (2007 - Juin)

215

Puits à terre et en mer (2007 - 2008)

216

Coulage du premier béton (2007 – 3 décembre)

217

Ilôt nucléaire (2008 - Juin)

218

Structure de la salle des machines (2008 - Juin)

219

Station de pompage (2008 - juin)

220

Pôle opérationnel d’exploitation (2008 - mars)

221

Situation avant le début des travaux (juin 2006)

Ferraillage du radier du bâtiment réacteur

222


Ferraillage du radier du bâtiment combustible

223


Ferrailleur

224


Travaux de ferraillage du radier des moto-pompes

alimentaires

225


Ferraillage et grues à tour

226


Zones de la salle des machines et du radier du bâtiment réacteur

227

Site (fin 2008)Site (fin 2008)

228

Ferraillage et bétonnage des structures internes du BRFerraillage et bétonnage des structures internes du BR

229

Vue du site en juin 2010Vue du site en juin 2010

230

Vue de l’enceinte en juillet 2010Vue de l’enceinte en juillet 2010

231

Coulage d’une levée de l’enceinte externe et mise en place d’un offrage piscine Coulage d’une levée de l’enceinte externe et mise en place d’un offrage piscine

232

Coffrages des piscines du BRCoffrages des piscines du BR

233

Coffrages des piscines du BRCoffrages des piscines du BR

234

Vue du site et aire de préfabrication du dôme (juillet 2010)Vue du site et aire de préfabrication du dôme (juillet 2010)

235

Raccordement du puits en merRaccordement du puits en mer

236

Le site en novembre 2010…Le site en novembre 2010…

Conceptions des Ouvrages a Risques Particuliers

Documents

Transcript of Conceptions des Ouvrages a Risques Particuliers