Sfetcu, Nicolae, « L’exploitation et l’arrêt de l’usine d’eau lourde Drobeta Turnu Severin », dans MultiMedia (12 juillet 2023), DOI : 10.13140/RG.2.2.20529.35686, https://www.telework.ro/fr/lexploitation-et-larret-de-lusine-deau-lourde-drobeta-turnu-severin/

Operation and shutdown of the Drobeta Turnu Severin heavy water plant

Abstract

Due to the special working conditions in the heavy water plant, an extensive research and program has been developed for the operational safety of the installations, based on specific action methodologies and in situ experimental programs for the evaluation of the long-term behavior of materials and installations. After December 1989, the operation of the modules was stopped for about three years, for the modernization of the technological equipment and the surveillance and environmental protection systems. In September 2015, the production of heavy water was stopped and the plant staff was laid off.

Keywords : heavy water, heavy water plant, Drobeta Turnu Severin, functioning, shutting down

Résumé

En raison des conditions de travail particulières dans l’usine d’eau lourde, une vaste recherche et un programme ont été développés pour la sécurité opérationnelle des installations, basés sur des méthodologies d’action spécifiques et des programmes expérimentaux in situ pour l’évaluation du comportement à long terme des matériaux et installations. Après décembre 1989, l’exploitation des modules a été arrêtée pendant environ trois ans, pour la modernisation des équipements technologiques et des systèmes de surveillance et de protection de l’environnement. En septembre 2015, la production d’eau lourde a été arrêtée et le personnel de l’usine a été licencié.

Mots clés : eau lourde, usine d’eau lourde, Drobeta Turnu Severin, exploitation, arrêt

L’exploitation et l’arrêt de l’usine d’eau lourde Drobeta Turnu Severin

Nicolae Sfetcu[1]

nicolae@sfetcu.com

[1] Chercheur – Académie Roumaine – Comité Roumain d’Histoire et de Philosophie des Sciences et Techniques (CRIFST), Division Histoire des Sciences (DIS)

L’exploitation

(Usine d’échange d’isotopes avec distillation d’eau. Source : Magazine, non. 7/2008)

A l’aide du sulfure de sodium préalablement préparé, il a été procédé à la préparation du sulfure d’hydrogène utilisé dans l’échange isotopique avec l’eau. Le sulfure d’hydrogène produit est liquéfié et stocké, puis des tests de pyritisation et d’étanchéité à l’azote, et enfin le démarrage de l’usine. Dès le début, il y a eu beaucoup de problèmes (avec des interruptions dans l’alimentation en vapeur par exemple, ou des problèmes avec les plateaux tamisés dans les tours d’échange d’isotopes), qui ont été résolus à chaque fois par une collaboration très étroite entre les spécialistes de l’usine d’eau lourde et concepteurs (notamment IITPIC), et parfois aussi les instituts de recherche scientifique et technologique (notamment Uzina G). (Turtureanu 2016) Il y avait aussi des divergences d’opinion entre divers instituts, comme le grand entraînement de liquide au niveau des plateaux tamisés de la tour froide à la deuxième étape, où Uzina G considérait que la cause était la variation de la tension superficielle de l’eau saturée avec du sulfure d’hydrogène, qui influençait l’hydrodynamique des plateaux tamisés, (Peculea 2007) tandis que les concepteurs de l’IITPIC considéraient que le problème était un fonctionnement à une pression inférieure à celle prévue, qui influençait l’hydrodynamique des plateaux tamisés. (Turtureanu 2016) Plusieurs essais ont contribué à résoudre le problème, grâce à la collaboration, y compris les spécialistes de l’usine d’eau lourde (le directeur à l’époque était un ancien collègue des concepteurs de l’IITPIC).

En raison des conditions de travail particulières dans l’usine d’eau lourde, une recherche approfondie a été développée pour la sûreté de fonctionnement des installations, basée sur des méthodologies d’action spécifiques et des programmes expérimentaux in situ pour l’évaluation du comportement à long terme des matériaux et des installations.

Lors de la construction de l’usine, toutes les soudures des machines et des canalisations travaillant dans un environnement de sulfure d’hydrogène ont été contrôlées à 100 % et des joints spirométalliques ont été utilisés au niveau des joints. Les parois des machines et des canalisations étaient contrôlées en permanence par les inspecteurs du service assurance qualité, en un très grand nombre de points prédéterminés.

Tous les fabricants de machines et d’équipements, et tous les constructeurs, ont travaillé dans un système d’assurance qualité basé sur les normes d’assurance qualité canadiennes et américaines, avec une vérification permanente par le bénéficiaire aux points d’inspection et d’essai, conformément au décret 159/1982. Le bénéficiaire lui-même (l’usine d’eau lourde), a développé son propre système d’assurance qualité, avec un manuel d’assurance qualité, des procédures d’exécution et ses propres points d’inspection et d’essai, avec des contrôles permanents à l’aide d’équipements de laboratoire d’essais non destructifs et des inspecteurs de service d’assurance qualité. L’élaboration de ces documents a été un processus complexe et long, compte tenu de la complexité des procédés et des installations, de la sécurité accrue de fonctionnement et du risque élevé pour les employés et la population environnante dû à la circulation de très grandes quantités d’hydrogène sulfuré.

Production d’eau lourde, en tonnes par an : (Nică 2016)

17 juillet 1988 : première quantité d’eau lourde : 8,8 tonnes
1989 : 22,084 tonnes
1990 : 1,266 tonnes
1992 : 7,602 tonnes
1993 : 40,906 tonnes
1994 : 85,217 tonnes
1995 : 103, 716 tonnes
1996 : 110,2 tonnes
1997 : 144,243 tonnes
1998 : 146,38 tonnes
1999 : 144,657 tonnes
2000 : 122,05 tonnes
10 mai 2001 : production totale de 1 000 tonnes d’eau lourde atteinte

Au cours de la période 1988-1989, les deux premiers modules ont été mis en service.

« Après 1988, le personnel de ROMAG définit sa propre philosophie de développement, gagne beaucoup dans l’amélioration du personnel d’exploitation, confirmée par l’atteinte de la capacité prévue par le projet, la production d’eau lourde de haute qualité et le maintien de consommations spécifiques en dessous des niveaux de la concurrence internationale. » (Glodeanu 2007)

Après décembre 1989, l’exploitation des modules a été arrêtée. Par l’adresse no. 20111/1990, le ministère de l’Économie nationale a approuvé la suspension des travaux sur l’objectif de l’usine chimique Drobeta-Turnu Severin – Phase II « en raison d’un manque d’énergie thermique et électrique au niveau national », (Nică 2016) et par la note du 16.05.1990 a ordonné l’arrêt définitif des travaux relatifs aux modules 5-8 et leur conservation. L’arrêt de l’usine était prévu pour environ trois ans, afin de moderniser les équipements technologiques et les systèmes de surveillance et de protection de l’environnement. En raison de cet arrêt de la production, l’eau lourde nécessaire au démarrage de l’unité 1 de la centrale nucléaire de Cernavoda a été empruntée aux Canadiens et des effets corrosifs importants se sont produits dans les installations de l’usine.

Par DG 147/01.03,1991, la région autonome de Romag Drobeta a été créée. Par décision gouvernementale DG 195/23 avril 1992, l’usine a été transférée à RENEL.

Le 19 août 1992, la recharge de sulfure d’hydrogène commence et le processus de concentration isotopique reprend. Le 7 octobre 1992, de l’eau lourde est à nouveau obtenue.

Par décision no. 365/1998, la Direction Autonome des Activités Nucléaires (RAAN) est créée par la réorganisation de la Direction Autonome de l’Electricité Renel qui, à l’Annexe 2.3, comprend la Branche ROMAG-PROD, la Branche ROMAG-TERMO, la Branche Ingénierie Technologique pour les Objectifs Nucléaires (CITON Bucarest) et le Service de recherche nucléaire de Pitesti (ICN Pitesti). Par l’Ordonnance du Gouvernement no. 126/2000, il a été approuvé la poursuite de l’activité de production d’eau lourde par la branche ROMAG PROD au sein de la Direction autonome des activités nucléaires, et il a été approuvé la livraison à l’exportation, à Korea Hydro and Nuclear Power, des quantités d’eau lourde produites en plus des exigences requises, la mise en service de l’unité no. 2 – Centrale nucléaire de Cernavodă (16 tonnes d’eau lourde). Selon le rapport d’activité du service roumain de renseignements, l’importation de 335 tonnes a été imposée en décembre 1994, alors que cela n’aurait été pleinement nécessaire qu’en juillet 1995, durant cette période, l’usine de Romag produisant de l’eau lourde qui, en retardant l’importation, aurait conduit à réduire l’effort de change. (SRI 2001)

Décision non. 1259 du 7 novembre 2002 concernait l’approbation de la stratégie nationale pour le développement du secteur nucléaire en Roumanie et du plan d’action pour la mise en œuvre de cette stratégie, dans laquelle il était déclaré que « l’eau lourde est produite à RAAN Romag Drobeta Turnu Severin , basé sur un processus développé par la science et la technologie roumaines, a une haute qualité, étant probablement la plus performante parmi les offres de grande quantité existantes dans le monde. La quantité fabriquée permet de couvrir les besoins des unités de la centrale nucléaire de Cernavoda sans délai. Au point 4, il a été décidé de fabriquer l’eau lourde nécessaire pour assurer les pertes technologiques et de mettre en service l’unité 2. (Guvernul 2002)

Le 12 avril 2003, 20 tonnes d’eau lourde ont été vendues en Chine. (Nică 2016)

A travers la Note d’accompagnement – Ordonnance d’urgence pour la modification et le complément de l’Ordonnance d’urgence du Gouvernement no. 80/2006 concernant la garantie de la production d’eau lourde afin de mettre en service et de compléter les besoins technologiques pendant la durée de vie des unités 3 et 4 de la centrale électronucléaire de Cernavodă, il est confirmé l’idée que la Direction autonome des activités nucléaires (RAAN) a pour principal objet d’activité la production d’eau lourde et les activités d’ingénierie technologique, la production d’une quantité de 1 100 tonnes d’eau lourde par RAAN est approuvée pour la mise en service des unités 3 et 4 de la centrale nucléaire de Cernavoda, et après la production de cette quantité, la production d’eau lourde se poursuit pour compléter les besoins technologiques lors de l’exploitation.

« Selon la spécification technique du bénéficiaire SNN, l’eau lourde « vierge » produite à RAAN-Romag Prod Branch à Drobeta Turnu Severin présente des paramètres de qualité supérieure, ce qui est également démontré par les résultats des analyses effectuées à l’occasion des exportations de 2001 à 2004 : CNE Wolsung – Corée du Sud, CNE Qinshan – Chine et Nukem – Allemagne avec CAMBRIDGE ISOTOPES LABORATORIES Inc. – USA, SPECTRA GASES Inc. – USA, ISOTEC Inc. – USA et CHEME UETICOKON en tant qu’utilisateurs finaux : » (Guvernul 2006)

Plusieurs études spécialisées ont montré que l’utilisation d’eau lourde de concentration et de pureté avancées dans les réacteurs conduit à des effets positifs quantifiables, dont les plus importants sont l’augmentation de l’efficacité de la combustion du combustible, réalisant ainsi une économie d’uranium et diminuant le taux de corrosion.

(Usine d’eau lourde – Vue d’ensemble. Source : Site Web ROMAG)

L’eau lourde, l’eau super lourde et l’eau super légère produites à l’usine d’eau lourde avaient les spécifications officielles suivantes :

Paramètres qualitatifs	Valeur	U.M.
Concentration isotopique	min. 99.78	% wt. D₂O
Conductivité	max. 5	microS/cm
Turbidité	max. 1	NTU(ppmSiO₂)
Matières organiques (demande KMnO₄)	max. 10	mg/kg
Chlorure	max. 0.5	ppm
Tritium	absent	microCi/Kg

Tableau 4. Spécifications techniques de l’eau lourde. Source : (ROMAG-Prod 2014)

L’eau lourde produite par ROMAG PROD est conforme aux exigences mentionnées par EACL, Spécifications Techniques TS-XX-38000-001, approuvées par EACL le 01.02.1990.

Paramètres qualitatifs	Valeur	U.M.
Concentration isotopique	min. 99.90*	% wt. D₂O
Conductivité	max. 5	microS/cm
Turbidité	max. 1	NTU (ppmSiO₂)
Matières organiques (demande KMnO₄)	max. 10	mg/kg
Chlorure	max. 0.04	ppm
Tritium	absent	microCi/Kg

Tableau 5. Spécifications techniques de l’eau super lourde. Source : (ROMAG-Prod 2014)

* La concentration minimale du produit est spécifiée avec les codes suivants :

Code	Min % wt.D₂O
HG	99.90
VHG	99.96
EHG	99.9996

Tableau 6. Concentration minimale du produit d’eau super lourde. Source: (ROMAG-Prod 2014)

Paramètres qualitatifs	Valeur	U.M.
Concentration isotopique	max. 80*	ppm D₂O
Conductivité	max. 5	microS/cm
Turbidité	max. 1	NTU (ppmSiO₂)
Matières organiques (demande KMnO₄)	max. 10	mg/kg
Chlorure	max. 0.5	ppm
Pureté biologique	absent	No germs

Tableau 7. Spécifications techniques de l’eau super légère. Source: (ROMAG-Prod 2014)

* La concentration minimale du produit est spécifiée avec les codes suivants :

Code	ppm D₂O
SU1	0 – 20
SU2	21 – 40
SU3	41 – 60
SU4	61 – 80

Tableau 8. Concentration minimale du produit eau super légère. Source: (ROMAG-Prod 2014)

La Roumanie est ainsi devenue l’un des principaux producteurs d’eau lourde. (Spinei 2020)

L’arrêt

Les problèmes sociaux, économiques et politiques spécifiques qui ont surgi après la révolution de décembre 1989, mais aussi les problèmes technologiques qui ont surgi dans le fonctionnement de l’usine d’eau lourde, dont certains étaient impossibles à résoudre, ont déterminé l’apparition d’anomalies critiques qui ont conduit à une période de crise dans l’évolution de l’usine d’eau lourde. C’est ainsi qu’est apparue la phase 3, prédite par Kuhn, dans laquelle la crise ne peut plus être résolue dans le paradigme existant et il faut aller vers un nouveau paradigme.

La haute qualité de l’eau lourde produite par ROMAG PROD a été confirmée non seulement dans l’exploitation des réacteurs CANDU du CNE Cernavodă, mais aussi par EACL Canada qui a accepté d’accorder à la Roumanie un prêt de 400 t d’eau lourde pour mettre en service le premier réacteur CANDU. La quantité totale d’eau lourde empruntée a été retournée à EACL avec une pureté et une concentration élevée. (Ioniţă 2018)

L’eau lourde était stockée dans des cuves inox de 220 litres sous gaz inerte et des réservoirs de 50 m³, en stockage sécurisé.

Au cours de la période 1994 – 1998, un inventaire de l’eau lourde avec les paramètres de qualité requis pour l’unité 1 de CNE Cernavodă (556 t) avait déjà été réalisé, et, dans la période 1999-2004, l’eau lourde nécessaire pour le premier chargement de l’unité 2 du CNE Cernavoda. L’eau lourde excédentaire était exportée vers des pays comme la Corée, la Chine, l’Allemagne et les États-Unis. (Fako et al. 2019)

Ordonnance d’urgence n. 54 du 29 mai 2013 concernant certaines mesures pour la réorganisation par division partielle de la Direction autonome des activités nucléaires Drobeta-Turnu Severin et la création de la Direction autonome des technologies pour l’énergie nucléaire – RATEN décide de créer l’autorité autonome d’intérêt stratégique, la Direction autonome des technologies de l’énergie nucléaire, ci-après dénommée RATEN, par le biais de la division partielle de la Direction autonome des activités nucléaires Drobeta-Turnu Severin, ci-après dénommée RAAN, sans cesser son existence, par la séparation de la recherche, du développement, de la technologie les activités d’ingénierie et d’assistance technique pour l’énergie nucléaire et son passage au RATEN.

En 2013, sur la base de la décision gouvernementale no. 85/2013, l’usine d’eau lourde entre en faillite. En janvier 2014, l’Administrateur judiciaire, S.C.P. Tudor and Associates a élaboré le plan de réorganisation de l’activité RAAN, l’usine étant totalement fermée fin 2015.

GEO N° 20/2015 pour établir le niveau maximal du produit d’eau lourde destiné aux unités 1-4 de la centrale nucléaire de Cernavodă pendant toute la durée de leur exploitation, ainsi que pour la gestion de l’eau lourde (Moniteur officiel n° 433 du 17.06 .2015) considère que l’achat supplémentaire d’eau lourde n’est plus justifié. Les quantités d’eau lourde produites par la Direction autonome des activités nucléaires Drobeta-Turnu Severin jusqu’au 30 juin 2015 afin d’atteindre les niveaux maximaux prévus à l’art. 1 sera transféré à la réserve d’État par l’Administration nationale des réserves d’État et des émissions spéciales.

En septembre 2015, la production d’eau lourde a été arrêtée et le personnel de l’usine a été licencié. Par Phrase no. 10/28.01.2016 prononcée par le Tribunal Mehedinti dans le dossier no. 9089/101/2013, il a été ordonné d’entamer la procédure de faillite et de dissoudre le débiteur RAAN, sentence rendue définitive par la Décision no. 563/14.06.2016 de la Cour d’appel de Craiova. Eurolnsol SPRL a été nommé liquidateur judiciaire.

L’activité de gestion de l’eau lourde étant restée sans sources de financement, la gestion de l’eau lourde a été assurée par la RAAN, à travers la Branche ROMAG – PROD, avec un nombre d’env. 96 employés, personnel spécialisé, (Ministerul Energiei 2015) le Centre national de gestion de l’eau lourde a été créé, une institution relevant du ministère de l’Énergie, avec les objectifs suivants établis par OG 29/2017 et HG 914/28.12.2017 : tenir l’inventaire de l’eau lourde qui fait l’objet du dépôt et/ou de l’administration, la fourniture de mesures technologiques et de protection pour maintenir son intégrité ; reprendre à la RAAN les archives techniques, y compris la documentation classifiée, concernant les installations, les flux technologiques, les prescriptions techniques liées à la production, au stockage et au maintien des propriétés physico-chimiques de l’eau lourde ; et l’obtention et le maintien de tous les agréments et autorisations nécessaires à l’exercice des activités liées à la gestion de l’eau lourde, selon les dispositions légales en vigueur. (C.N.M.A.G. 2018)

Bibliographie

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Fako, Raluca, Virgil Ionescu, Adriana Oltenu, et Sorin Meglea. 2019. « Heavy Water Production in Romania: Twilight of an Industry & Dawn of New Perspectives ». EMERG 15 (12): 19‑25. https://emerg.ro/files/heavy-water-production-in-romania-twilight-of-an-industry-dawn-of-new-perspectives/.
Glodeanu, Florian. 2007. « De La Atom La Kilowat În România ». https://www.academia.edu/16656571/DE_LA_ATOM_LA_KIILOWAT_in_ROMANIIA.
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Ministerul Energiei. 2015. « Memorandum ». https://gov.ro/fisiere/stiri_fisiere/memo_2.pdf.
Nică, Marcel. 2016. Apa grea – Drobeta. Tipo Radical.
Peculea, Marius. 2007. Apa grea: motivaţia tehnologiei româneşti. Editura Academiei Române.
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Spinei, Victor. 2020. Civilizaţia românească 25 Istoria tehnicii şi a industriei româneşti Vol. 2 Electrotehnica, energetica, transporturile şi învăţământul tehnic. Editura Academiei Române. https://academiaromana.ro/sectii/sectia08_tehnica/doc2020/IstoriaTehnicii/25IstoriaTehnicii-Vol2.pdf.
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Turtureanu, Mircea. 2016. Istoria proiectului „Apa grea – România”. Editura AGIR. http://www.edituraagir.ro/carte+istoria_proiectului_apa_grea_-_romania_341.html.

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