Centrale EDF de Cattenom (Moselle) – Rénovation des aéroréfrigérants

Les corps d'échange des aéroréfrigérants à courants croisés des centrales REP 900 MW et 1300 MW présentent une usure prématurée des treillis de suspension des corps d'échange qui provoque leur effondrement, une chute des performances de la source froide et partant une perte de puissance des tranches. Les enjeux économiques sont tels que depuis 1991 avec Saint-Laurent (2 x PWR 900 MW sur la Loire) puis Chinon (4 x PWR 900 MW sur la Vienne), Electricité de France a mis au point une méthodologie de remplacement.
Elle consiste en un renforcement des treillis métalliques, une modification de la fixation des lattes en plastique et une division du corps d'échange de 20 m de hauteur en deux corps superposés. La partie supérieure est suspendue au bassin d'eau chaude comme la conception initiale et la partie inférieure à un portique intermédiaire s'appuyant sur les fondations. Le portique est constitué de poteaux en béton armé, de poutres de 14 m de portée en béton précontraint sur lesquelles s'appuient des poutrelles de 6 m de longueur également en béton précontraint.
L'ambiance thermo-hydrique régnant à l'intérieur du corps d'échange est particulièrement agressive. D'une part les cycles de gel et de dégel pendant l'hiver provoquent la formation de glace et des risques d'éclatement du béton. D'autre part l'eau du circuit de refroidissement allant au condenseur est traitée chimiquement : dans le cas de Cattenom l'eau brute est naturellement saumâtre ce qui augmente l'agressivité chimique vis-à-vis du béton. Cet environnement implique la mise au point de bétons très particuliers.
Une contrainte supplémentaire s'ajoute à Cattenom : la qualité médiocre du sol limite la surcharge apportée par la nouvelle construction. La surcharge admissible par poteau de la structure secondaire est limitée à huit tonnes.
L'entreprise Bouygues a donc proposé dans ce contexte de réaliser certains éléments de structures en BPR (Béton de poudres réactives). Puis, un matériau concurrent, le BSI (Béton spécial industriel) a été développé par l'entreprise EGI du groupe Quillery.

Les BPR et BSI offrent la possibilité de diminuer considérablement les épaisseurs et les dimensions d'où un gain de poids particulièrement appréciable dans le cas de Cattenom.
La ductilité de ces matériaux permet avec l'apport des armatures de précontrainte de supprimer les armatures passives, ce qui n'est pas possible avec les BHP.
La compacité de ces matériaux contenant par ailleurs très peu d'eau est un gage d'un très bon comportement vis-à-vis des eaux agressives et de la tenue au gel-dégel ;
Les fibres métalliques permettent d'obtenir des résistances en traction significatives et diminuent le risque de fissuration ;
La préfabrication en usine des poutres se prête bien à ces matériaux dont la fabrication nécessite un suivi attentif.

DESCRIPTION DE LA STRUCTURE ADDITIONNELLE

Le portique intermédiaire rapporté se compose de :
- deux contre-poteaux en béton armé B35 boulonnés aux poteaux existants par barres traversantes inox ;
- une poutre précontrainte en BSI ou BPR de 14,50 m de portée en appui simple sur les contrepoteaux ;
- neuf poutrelles précontraintes en BSI ou BPR appuyées sur les poutres rayonnantes.
La présence de nombreuses tuyauteries existantes et de leur structure de supportage a nécessité de réaliser les contre-poteaux extérieurs avec une brisure dans la hauteur pour contourner la difficulté.
Cette structure supporte jusqu’à 500 daN/m2 de surcharge de glace (cas accidentel) dont 300 daN/m2 en exploitation normale.

SOLUTION EN BSI (BETON SPECIAL INDUSTRIEL)

SOLUTION EN BPR (BETON DE POUDRE REACTIVE)