Les réacteurs de type CP0, CP1 et CP2 - ces deux derniers étant souvent regroupés sous la désignation commune CPY - sont trois modèles de réacteurs nucléaires à eau légère de deuxième génération de conception très proche. Ils ont été développés par EDF et Framatome sur la base de réacteurs américains Westinghouse, et font partie de la filière des réacteurs à eau pressurisée (REP). Leur puissance thermique est de pour une puissance électrique nette d'environ . Ainsi, ils sont souvent dénommés « REP ».
Trente-quatre REP ont été construits en France : six CP0, dix-huit CP1 et dix CP2. Depuis , date de l'arrêt définitif des deux réacteurs CP0 de la centrale nucléaire de Fessenheim, EDF exploite trente-deux REP en France. Ils représentent une puissance cumulée totale d'environ , soit 46 % de la puissance totale du parc nucléaire français.
Le réacteur M310 est un réacteur dérivé du modèle CP1 destiné à l'export. Huit unités ont été construites et sont encore opérationnelles : deux à la centrale de Koeberg en Afrique du Sud, deux la centrale d'Hanul en Corée du Sud (unités et 2), et quatre en Chine dans les centrales de Daya Bay et de Ling Ao (unités et 2).
Historique
Les prémices des REP français : le réacteur franco-belge Chooz-A
Avant le développement des réacteurs à eau pressurisée (REP) des paliers CP0 puis CPY, la France ambitionne dans les années 1960 de construire un parc de réacteurs nucléaires civils électrogènes à partir de la technologie domestique des réacteurs UNGG, développés par le Commissariat à l'énergie atomique (CEA). En effet, la commission pour la production d'électricité d'origine nucléaire (commission Péon) créée en 1955 afin d'évaluer les coûts liés à la construction de réacteurs nucléaires, préconise dès le début des années 1960, le développement de l’énergie nucléaire pour pallier le manque de ressources énergétiques nationales. Au même moment et alors que la construction du sixième et dernier réacteur UNGG progresse (Bugey-1 avec ), les limites de cette technologie apparaissent : sa compétitivité économique est moindre que celle des centrales thermiques fossiles de l'époque. Elle est aussi plus faible que celle des réacteurs à eau légère (qu'ils soient à eau pressurisée ou à eau bouillante) américains en cours d'adoption par les pays voisins européens. La seule solution économique serait d'augmenter encore la puissance des UNGG au-delà de , mais le réacteur serait alors difficilement contrôlable. De même la taille du cœur d'un réacteur UNGG croît de manière très importante avec la puissance de ce dernier, à la différences des réacteurs à eau légère qui sont eux plus compacts. gauche|vignette|Entrée du réacteur Chooz A dans les ArdennesLe réacteur se situe sous une montagne car à l'époque les ingénieurs français ne maitrisaient pas suffisamment les techniques de béton précontraint pour réaliser une enceinte de confinement. Parallèlement, EDF qui ne souhaite pas se cantonner à la filière française UNGG, expérimente discrètement d'autres technologies, dont celle des REP. Dans le cadre du traité Euratom, les électriciens français et belges s'associent pour construire en 1966 un REP américain à proximité de la frontière franco-belge: le prototype de la centrale des Ardennes (rebaptisée ensuite Chooz A). La Belgique n'est pas à son premier essai en la matière puisqu'elle a déjà accueilli à Mol en 1962 le premier REP américain en Europe (BR-3). Bien que Chooz A soit de faible puissance () et rencontre plusieurs avaries (notamment un blocage des croix de contrôle et des fissurations de ses générateurs de vapeur), il permet au personnel d'EDF d'acquérir de l'expérience sur la construction et l'exploitation des REP.
Deux positions s’affrontent alors : celle du CEA, qui préconise la filière nationale UNGG avec une organisation bicéphale (une filière civile et une militaireAvec l'abandon de la filière UNGG, le CEA propose de développer un REP français basé sur le réacteur naval PAT puis d’améliorer la filière américaine pour la libérer des limites imposées par la licence Westinghouse. Aucune de ces solutions n'est retenue car le temps nécessaire à leur développement aurait trop longtemps écarté la France du marché de l'exportation.), et celle d'EDF qui souhaite développer la filière civile « américaine » à uranium enrichi et eau légère, plus compétitive. Un rapport technique comparant les deuxRapport Horowitz-Cabanius, du nom des directeurs du CEA et d'EDF respectivement., réalisé conjointement par le CEA et EDF en , établit que le kWh produit avec un réacteur UNGG est presque 20 % plus cher que celui produit par un REP de même puissance (). Le général de Gaulle, qui tient à l'indépendance nationale, autorise toutefois en la construction de deux réacteurs UNGG à Fessenheim, dans le Haut-Rhin, tout en poursuivant l’étude des REP avec la Belgique. Après Chooz A, cette coopération donne naissance en Belgique à la centrale de Tihange en 1975. Entièrement conçue, dans le cadre d'un transfert de technologie, par les bureaux d'études français et belges, ce réacteur de très puissant pour l’époque, va permettre aux deux pays de maîtriser la filière REP.
Les six REP de « pré-série » : le palier CP0 L'appel d'offres pour équiper la future centrale nucléaire de Fessenheim dans le Haut-Rhin avec des réacteurs UNGG est un fiasco : chaque industriel avance un prix non compétitif afin de couvrir son risque propre. Le , la commission de l’énergie recommande de baser le choix de filière sur des critères économiques et de Gaulle se résigne à l'inéluctable : abandonner la filière française UNGG au profit de la filière américaine des réacteurs à eau légère. C'est cependant à son successeur nouvellement élu, Georges Pompidou, et au gouvernement Chaban-Delmas que revient la responsabilité de ce choix, pris par décision interministérielle le . Les deux arguments invoqués sont d'une part la simplicité et la sûreté des réacteurs à eau légère, et d'autre part l'assise technique et financière des sociétés américaines qui les commercialisent. Les déboires des Britanniques avec la filière AGR (de technologie similaire aux UNGG français) et la fusion partielle du cœur du réacteur A1 de la centrale française de Saint-Laurent-des-Eaux, survenue un mois auparavant, pèsent aussi dans la décision des pouvoirs publics.vignette|Installation de la cuve d'un des six réacteurs CP0|gaucheLa commission Péon propose l'engagement, avant 1976, de quatre ou cinq réacteurs à eau légère, car l'achat d'uranium, même enrichi aux États-Unis, lui semble plus économique à terme que l'importation de pétrole.. Deux sociétés vont alors s’affronter pour fournir à EDF ses « chaudières nucléaires » (partie nucléaire du réacteur):
FramatomeFramatome (société franco-américaine de constructions atomiques), filiale de Creusot-Loire, avait été créée en 1958 pour la construction de la centrale des Ardennes (Chooz A), premier REP en France., exploitant le brevet de WestinghouseFramatome avait acquis la licence Westinghouse pour de dollars ( de dollars de 2018) et avait dû payer 1 % du prix de construction de ses centrales à l'entreprise américaine jusqu'en 1973. pour la technologie des réacteurs à eau pressurisée (REP), et la Compagnie générale d'électricité (CGE), exploitant le brevet de General Electric pour la filière des réacteurs à eau bouillante (REB).
Pour ce qui est de la fourniture des groupes turbo-alternateurs (partie non nucléaire de l'installation) deux entreprises sont également en concurrence.:
Alsthom (depuis renommée Alstom), devenu une filiale de la CGE en 1969 ; et la Compagnie Électro-Mécanique, filiale du groupe suisse Brown, Boveri & .
À la suite d'un nouvel appel d'offres, EDF retient en 1970 la proposition des REP de Framatome, moins chère que les REB de la CGE. Deux copies francisées d'un des réacteurs à eau pressurisée de la centrale américaine de Beaver Valley, et équipées de turbines Alsthom, seront donc construits à Fessenheim au lieu des deux UNGG prévus. L’année suivante, quatre autres REP sont autorisés à la centrale du Bugey dans l'Ain toujours équipés de turbines Alsthom. Ces six réacteurs, construits à partir de 1971 et raccordés au réseau entre 1977 et 1979, constitueront a posteriori le palier dit « CP0 » pour contrat programme zéro :... Il est a noter que la coulée du premier béton qui marque le début de construction des deux réacteurs de Fessenheim est antérieur à l'obtention de leurs décret d'autorisation de construction (DAC) respectif : la construction du réacteur débute le et celle du le , mais le DAC n'est publié au Journal officiel que le . De même, la construction du réacteur Bugey-2 débute le alors que le DAC est obtenu quelques jours plus tard le .
À partir de ce moment et à l'instar des centrales thermiques à charbon française, les futures centrales nucléaires ne seront plus produites à l'unité mais par tranches identiques de paliers de puissance, dans le but de standardiser leur production et d'en réduire les coûts. Le contrat pour la construction de REB portée par la CGE est annulée par EDF en dû à une hausse importante du devis. Cela accentue encore la standardisation des futurs réacteurs français avec une seule technologie de réacteur, celle des REP.vignette|Plan de masse des réacteurs CP0 et CP1 (une paire de réacteur)Seule la chaudière nucléaire des CP0 est copiée de la centrale de , mais le génie civil (dont l'enceinte de confinement) et la partie conventionnelle sont développées en France par les équipes d'EDF et leurs sous-traitants. Comme de nombreux réacteurs construits à la même époque (REP et REB américains, VVER-440 soviétiques, Magnox britanniques) les réacteurs CP0 se construisent uniquement par paires, un choix motivé par des raisons économiques : la mutualisation des moyens sur un même site et réalisation de bâtiments communs aux deux réacteurs ( photo du Plan de Masse). Chaque réacteur CP0 fourni au réseau électrique une puissance maximale électrique nette d'environ . Le dôme du bâtiment réacteur est recouvert d'un revêtement de protection extérieur métallique. Les REP du palier CP0 sont initialement équipés de générateurs de vapeur de modèle 51A, faits de tubes en U en Inconel 600 MA (alors également utilisé dans les REP américains). Ces derniers se révèleront sensibles à un phénomène de corrosion sous contrainte et devront être remplacés précocement par EDF ( section Événements notables sur des réacteurs CP0 ou CPY#Corrosion sous contrainte (CSC) des premiers générateurs de vapeur ).
Bien qu'intégrés dans un palier commun CP0, les réacteurs du Bugey et de Fessenheim bénéficient d'études de site différentes (et non communes aux deux centrales) ce qui explique quelques différences de génie civil entre ces six réacteurs : ceux du Bugey bénéficient d'enceintes de confinement un peu plus haute qu'à Fessenheim, et leurs radiers sont un peu plus épais. De même un mur anti-éclatementIl s'agit d'un mur de protection construit entre le bâtiment réacteur et la turbine. En effet, la disposition tangentielle de l'axe de la turbine au bâtiment réacteur (cf plan de masse) implique un risque théorique de dégradation de ce dernier en cas d'éclatement de la turbine (par projection d'un fragment à très haute cinétique). est ajouté durant la construction de la centrale de Fessenheim, tandis que ce mur est directement intégré avant la construction des réacteurs du Bugey.
Enfin, la centrale de Fessenheim ainsi que les réacteurs et 3 du Bugey ont un circuit de refroidissement dit « ouvert », c'est-à-dire refroidi directement par l'eau du fleuve. Les réacteurs et 5 du Bugey sont les premiers réacteurs français dotés d'un circuit de refroidissement dit « fermé » où le réacteur est refroidi indirectement par l'eau du Rhône au moyen de tours aéroréfrigérantes (TAR), mesurant ici de hauteur. Bugey-4 et 5 sont les seuls réacteurs nucléaires français en circuit fermé refroidis par deux TAR chacun, les suivants n'en n'ayant plus qu'une par unité.