Transposition des filières à d'autres domaines

Notons que plusieurs types de réacteurs, notamment des filières RBMK et REP, sont utilisés, bien que différents de leurs confrères destinés à la production d'électricité civile mais en conservant le principe de fonctionnement, en propulsion nucléaire navale, sur différents types de navires (sous-marins, brise glaces, porte-avions, par ex.).

Cependant, le nucléaire embarqué est, paradoxalement au moins aussi sûr que celui à terre et ce, pour plusieurs raisons : 

• absence de séisme en mer, 
• système dimensionné avec des coefficients de sécurité bien plus importants (à cause de la flexibilité demandée) 
• puissance résiduelle plus faible, 
• neutronique simplifiée par des architectures de cœur particulière (enrichissement, géométrie),
• etc.

A contrario, et du fait qu'ils soient embarqués, cela conduit à des contraintes supplémentaires à intégrer :

• inclinaisons de plate-forme, roulis, tangage,
• accélérations chocs (cas des navires brise-glaces par exemple),
• ambiance marine corrosive,
• agressions de nature variées (explosion d’armes et arti­fices), 
• etc.

Vers Les filières incriminées dans un accident

Syndrome chinois

Initialement, le syndrome chinois est une hypothèse qui remonte à 1971 par laquelle un cœur de centrale nucléaire en fusion pourrait traverser la croûte terrestre de part en part et aboutir à l'opposé de son origine, en Chine. Le physicien nucléaire Ralph E. Lapp en est à l'origine et base sa théorie sur les rapports d'une équipe de physiciens et publiés en 1967.

Puis en 1979, juste quelques jours avant l'accident du 28 mars à la centrale nucléaire de Three Mile Island, sort le film "The china syndrome", réalisé par James Bridges. Bien que le film soit basé sur un scénario qui envisage l'emballement du réacteur conduisant à sa fusion et au percement des installations allant à créer des explosions de vapeur contaminée à l'atteinte des nappes phréatiques souterraines, son titre est trompeur, puisque la théorie même du syndrome chinois du Dr Lapp n'est pas inscrite au scénario, même si elle est évoquée. Il en résulte que le film, étrangement prémonitoire à l'accident qui s'en suivit, a profondément marqué l'opinion publique américaine. 

Le retour d'expérience (REX) de l'accident de Three Mile Island en 1979 fera qu'un phénomène initialement non prévu à la conception des centrales REP, à savoir la fusion totale ou partielle du combustible avec le percement de la cuve du réacteur, sera intégré dès la conception des derniers réacteurs de génération III lors du lancement notamment du projet EPR (Europeen Pressurized Reactor) en 1993. Ainsi, en cas d'accident grave avec un corium qui percerai la cuve du réacteur, les matières en fusion seraient collectées dans une salle d'étalement située sous le réacteur, et confinées dans les installations de l'îlot nucléaire, sans contact donc avec l'environnement extérieur. (lien)

Retour d’expérience qui n'a bénéficié ni aux réacteur russes RBMK qui équipaient le site de Tchernobyl (comme le montre la photo ci-dessus de ce que l'on nomme "le pied d’éléphant", dû à la forme prise par le corium figé ainsi lors de son refroidissement), ni aux Réacteurs à Eau Bouillante (REB/BWR) qui équipent la centrale de Fukushima. Leur conception est en effet bien antérieure au projet EPR. En conséquence, le corium (amas de matières en fusion) issu du réacteur a traversé les installations...jusqu'à trouver suffisamment de résistance pour ne pas s'enfoncer plus avant et étayer la théorie du syndrome chinois.

Pour mieux comprendre les phénomènes survenant lors d'un accident grave de fusion de cœur d'un réacteur à eau légère, le programme international de recherche Phébus PF (Produits de Fission) à été initié en 1998. Le rapport du dernier des 5 tests a été publié en décembre 2010 et a donné lieu à un séminaire de clôture organisé en juin 2012. Vidéo IRSN.

Les recherches sur le corium se poursuivent sur la modélisation de son écoulement avec Astec suite à l'accident de Fukushima et la recherche des résidus des coeurs fondus. 
source : IRSN - Repères n°29 - 04/2016.

L'IRSN à publié l'ouvrage intitulé "Les accidents de fusion du coeur des réacteurs de puissance" accessible en boutique.

Fukushima, chronique d'un désastre

Rediffusion aujourd'hui du documentaire "Fukushima, chronique d'un désastre" diffusé le 11 mars mars sur ARTE.

Qu'en ressort -il? Outre l'énoncé chronologique de l'accident, par deux fois on fait rappel aux accidents passés.

D'abord avec l'accident de Three Mile Island en mars 1979 où plusieurs furent évoqués.

La conception de la sonde de niveau du cœur en premier lieu. Cette sonde mesure le niveau d'après la pression du circuit. Or, du fait de la perte d'eau dans le cœur et de son augmentation de température, la pression à augmentée, donnant de mauvaises indications aux opérateurs. En effet, alors qu'ils pensaient les éléments recouverts, ils étaient totalement à l'air et entamaient leur destruction du fait de leur température très élevée.

La conception encore avec cette vanne de condenseur maintenue normalement fermée en cas de perte électrique. Les sources électriques ont été perdues en tout premier plan lorsque la vague du tsunami à noyée le site. Cette vanne, une fois ouverte en phase accidentelle aurait permis de retarder le dénoyage du cœur, par l'apport d'eau condensée, tout en évacuant tout ou partie de la chaleur résiduelle du cœur.

La formation enfin car, si les opérateurs américains conscients de la problématique de la vanne de condenseur ont été formés à la manœuvrer manuellement, les opérateur japonnais se sont fiés aux indicateurs de la salle de commande, alors même qu'ils avaient perdus toute source d'énergie et se fiaient à de mauvaises indications.  

Puis ensuite, et à l'instar de Tchernobyl en avril 1986, pour tenter de conserver intègre l'enceinte de confinement, les opérateurs décident un relâchement de la pression qu'elle renferme, ainsi que des produits de fission issus de le fonte des éléments combustibles du cœur. Ce relâchement est à l'origine de la première contamination de l’atmosphère, bien avant l'explosion due, elle, à l'atteinte de la limite d'explosivité de l’hydrogène, gaz issu également de la détérioration des éléments combustibles.

On peut donc que s’apercevoir que les réacteurs à eau bouillante (REB/BWR de type Mark I) de Fukushima Daiichi n'ont pas bénéficié du retour d'expérience (communément appelé REX) et des leçons tirées des accidents de Three Mile Island et de Tchernobyl.

Qu’est-ce qu’un Accident Grave

Comme le définit le document IRSN-2008/98 du 15 décembre 2008 intitulé " Accidents graves des réacteurs à eau de production d’électricité", un accident grave est définit comme étant un accident dans lequel le combustible du réacteur est significativement dégradé par une fusion plus ou moins complète du cœur. Cette fusion est la conséquence d’une élévation importante de la température des matériaux composant le cœur, elle-même résultant d’une absence prolongée de refroidissement du cœur par le fluide caloporteur. Cette défaillance ne peut survenir qu’à la suite d’un grand nombre de dysfonctionnements, ce qui rend sa probabilité très faible (en ordre de grandeur, 10-5 par réacteur et par an).

Pour exemple, le premier accident grave de l'industrie nucléaire civile à été celui survenu en 1979 sur la tranche 2 du site de Three Mile Island par le cumul de défaillances ayant conduit à la fusion partielle du cœur et renoyage de celui-ci.