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2024-11-19 23:50:42 +01:00

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Raw Blame History

Prenons un peu de recul sur ce qu’il se passe Ă  Zaporijia. Il est important de prĂ©ciser certains Ă©lĂ©ments.

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La centrale nucléaire de Zaporijia en Ukraine, et ses six VVER-1000/320

La centrale nuclĂ©aire de Zaporijia (ZNPP) est dotĂ©e de six 6 rĂ©acteurs, des VVER-1000 modĂšle V-320, l’équivalent soviĂ©tique de nos RĂ©acteurs Ă  Eau sous Pression (REP en français). Ce sont des rĂ©acteurs de 3000MW thermiques et de 960MW Ă©lectriques nets. C’est la filiĂšre qui a Ă©tĂ© dĂ©ployĂ©e aprĂšs les rĂ©acteurs RBMK (comme le rĂ©acteur responsable de l’accident de Tchernobyl). Pour bien comprendre tout cela, on va commencer par quelques bases de sĂ»retĂ© nuclĂ©aire, ensuite il faudra regarder quels sont les besoins actuels de la centrale et quelles Ă©volutions sont possibles avec tous ces Ă©lĂ©ments de contexte. Je prĂ©cise que je vais souvent me restreindre Ă  la situation actuelle Ă  la ZNPP, et que souvent, par manque d’informations sur les VVER, il faudra faire des analogies avec nos REP français.

Bases de sûreté nucléaire

La sûreté nucléaire

Que signifie sĂ»retĂ© nuclĂ©aire ? Il existe une dĂ©finition, utilisĂ©e par toute l’industrie nuclĂ©aire française.

La sĂ»retĂ© nuclĂ©aire recouvre l’ensemble des dispositions techniques et les mesures d’organisation prises en vue de prĂ©venir les accidents ou d’en limiter les effets. Elles concernent la conception, la construction, le fonctionnement, l’arrĂȘt et le dĂ©mantĂšlement des installations nuclĂ©aires de base, ainsi que le transport des substances radioactives. la sĂ»retĂ© nuclĂ©aire est une composante de la sĂ©curitĂ© nuclĂ©aire qui comprend, en outre, la radioprotection, la prĂ©vention et la lutte contre les actions de malveillance, ainsi que les actions de sĂ©curitĂ© civile en cas d’accident. Il s’agit donc Ă  la fois :

\-D’assurer des conditions de fonctionnement normal de l’installation sans exposition excessive des travailleurs aux rayonnements ionisants, et sans rejets excessifs de radioactivitĂ© dans l’environnement ;

\-De prévenir les incidents et accidents ;

\-En cas d’incidents ou d’accidents, de limiter les effets sur les travailleurs, les populations et l’environnement.

Les trois fonctions de sûreté

Il faut en permanence surveiller les paramÚtres physiques du réacteur. On les appelle les « fonctions de sûreté ». Il y en a trois :

  • ContrĂŽler la rĂ©action nuclĂ©aire, Ă©viter l’emballement de la rĂ©action nuclĂ©aire et l’arrĂȘter au plus vite quand cela est nĂ©cessaire,
  • ContrĂŽle de la tempĂ©rature du combustible nuclĂ©aire (Ă©vacuation de la puissance rĂ©siduelle), pour Ă©viter une fusion du combustible,
  • Confiner les matiĂšres radioactives, grĂące aux trois barriĂšres de confinement

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Issu du thread sur les réacteurs à sels fondus

La défense en profondeur

Le principe de la dĂ©fense en profondeur est une mĂ©thode qui consiste Ă  Ă©tablir des barriĂšres pour Ă©viter le passage Ă  l’étape suivante. Si l’étape 1 Ă©choue, on passe Ă  la 2, et ainsi de suite. C’est une norme internationale, les VVER-1000 comme les REPs occidentaux appliquent ce principe.

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Regardons chaque point succinctement.

  1. Prévention.

La conception des rĂ©acteurs est pensĂ©e de façon Ă  limiter la probabilitĂ© d’accident grave (typiquement une fusion du cƓur), les opĂ©rateurs sont formĂ©s longtemps, Ă©valuĂ©s trĂšs frĂ©quemment. La conception dĂ©finie les matĂ©riels nĂ©cessaires au maintien des fonctions de sĂ»retĂ©. Sur l’EPR, on a par exemple 3 branches d’injection de sĂ©curitĂ© indĂ©pendantes et redondantes pouvant chacune assurer leur fonction de sĂ»retĂ© Ă  100% (il y en a aussi une quatriĂšme qu’on suppose en maintenance). Les matĂ©riels sont Ă©galement testĂ©s. Certains matĂ©riels ne seront probablement jamais utilisĂ©s en fonctionnement normal sur tout la vie de la centrale, mais malgrĂ© cela il est important de tester chaque composant pour vĂ©rifier que dans une situation accidentelle Ă©ventuelle, le systĂšme associĂ© serait apte Ă  remplir sa fonction de sĂ»retĂ©. ConcrĂštement on teste des pompes d’injection de sĂ©curitĂ©, on fait des Ă©preuves hydrauliques pour tester la rĂ©sistance du circuit primaire Ă  une pression 1.3 fois supĂ©rieure Ă  la pression en fonctionnement normal, on entraine les opĂ©rateurs sur des situations incidentelles, etc

2\. Détection et maitrise des accidents.

La dĂ©tection passe par de multiples capteurs (pression, tempĂ©rature, niveau d’eau, niveau de radioactivité ). Cela implique Ă©galement beaucoup d’automatismes (trĂšs prĂ©sents sur les EPR&EPR2) pour limiter les erreurs humaines et assurer une rĂ©ponse plus rapide. A titre d’exemple, le systĂšme d’arrĂȘt automatique rĂ©acteur (AAR) est prĂ©sent sur tous les rĂ©acteurs, mĂȘme les plus anciens.

3\. Maitrise des situations accidentelles.

Maitriser une situation incidentelle qui pourrait mener Ă  une situation accidentelle. Cela passe concrĂštement par une formation spĂ©cifique en accidentel pour les agents EDF. Les accidents sont classĂ©s en plusieurs familles, typiquement la perte de rĂ©frigĂ©rant primaire (APRP), une rupture tube dans un gĂ©nĂ©rateur de vapeur (RTGV), perte Ă©lectrique totale (PTEA), perte totale d’eau alimentaire (PTAE), rupture d’une tuyauterie d’eau ou de vapeur (RTE/RTV). Plus d’informations sur les APRP et les RTGV sur cet article de l’IRSN de 2013.

4\. Gestion des accidents graves.

Pour en arriver lĂ , il faut qu’on ait ratĂ© toutes les Ă©tapes prĂ©cĂ©dentes, donc on passe en situation de gestion de l’accident pour en limiter les consĂ©quences, pour Ă©viter toute contamination Ă  l’extĂ©rieur. ConcrĂštement, cela passe par des systĂšmes passifs de captation du dihydrogĂšne (un gaz inflammable qui est responsable des explosions des rĂ©acteurs 1,2,4 de Fukushima). Sur EPR, c’est un rĂ©cupĂ©rateur de corium (une sorte de magma de combustible, d’acier de cuve et autres produits divers qu’on ne veut pas voir sur le gazon). Au niveau humain, cela passe par un plan national de gestion des accidents graves, et au niveau local par l’intervention de la FARN (on y reviendra).

5\. Protection des populations.

La derniĂšre Ă©tape, en cas de rejets prĂ©vus ou ayant dĂ©jĂ  eu lieu, il faut Ă©vacuer les personnes les plus proches du site nuclĂ©aire accidentĂ©, pour limiter les consĂ©quences sanitaires. L’exemple le plus connu est la distribution de pastille d’iodes. l’iode contenu dans ces pastilles se fixe sur la thyroĂŻde pour la saturer et Ă©viter que l’iode radioactif (qui vient directement du coeur) ne vienne s’y fixer. Il existe aussi des plans d’évacuation dans un rayon dĂ©cidĂ© par la prĂ©fecture sur la base des informations techniques donnĂ©es par EDF avec l’appui technique de l’IRSN.

Sur Zaporijia, on se situe Ă  la limite entre les points 2 et 3, la situation pouvant Ă©voluer assez rapidement. Pour l’instant, tout est au point 2, mais cela nĂ©cessite le maintien d’une alimentation Ă©lectrique externe stable.

Les 3 barriĂšres de confinement

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Si on parle de confinement, c’est celui des matiĂšres radioactives. Elles sont prĂ©sentes dans le cƓur, lĂ  oĂč on met le combustible qui va chauffer le fluide primaire. L’objectif est d’éviter tout rejet incontrĂŽlĂ© dans l’environnement extĂ©rieur. Ce confinement est assurĂ© par trois barriĂšres successives.

La premiĂšre barriĂšre se situe sur les assemblages de combustible (lĂ  oĂč est l’uranium enrichi), une gaine en zirconium qui permet d’éviter de d’isoler les produits de fission de l’eau du circuit primaire.

La seconde barriĂšre est le “circuit primaire fermĂ©â€, fermĂ© car c’est une boucle, les gĂ©nĂ©rateurs de vapeur constituent une interface d’échange thermique (pas d’échange de matiĂšre) qui empĂȘche les Ă©lĂ©ments radioactifs de sortir. Si on a une rupture de gaine, les Ă©lĂ©ments radioactifs sont maintenus dans le fluide primaire, ce n’est pas une situation normale, mais au moins on ne rejette rien.

La troisiĂšme est l’enceinte du BĂątiment RĂ©acteur (BR), qui assure le confinement si les deux barriĂšres prĂ©cĂ©dentes ont Ă©chouĂ©. Imaginez qu’on ait des ruptures de gaine de combustible et une fuite dans le circuit primaire, alors tout doit rester confinĂ© Ă  l’intĂ©rieur de la structure. Cette barriĂšre a Ă©tĂ© brisĂ©e lors des deux accidents nuclĂ©aires majeurs, Ă  savoir Tchernobyl puis Fukushima-Daichii (classĂ©s niveau 7 de l’échelle INES).

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Echelle INES, SĂ»retĂ© nuclĂ©aire : qu’est-ce que l’échelle INES ? (lenergeek.com)

L’arrĂȘt automatique rĂ©acteur

Un point Ă©galement sur la rapiditĂ© d’arrĂȘt de la rĂ©action nuclĂ©aire, cela a lieu en quelques secondes ou minutes. On utilise les barres de contrĂŽle, constituĂ©es de matĂ©riaux neutrophages, cela permet d’arrĂȘter la rĂ©action au niveau neutronique (Ă  noter que la baisse de tempĂ©rature augmente la rĂ©activitĂ© il faut donc injecter du bore dans le fluide primaire pour Ă©viter une reprise de la rĂ©action).

Les rĂ©acteurs VVER-1000/320 comme tous les REP exploitĂ©s par EDF disposent d’un dispositif d’ArrĂȘt Automatique RĂ©acteur (AAR) qui consiste en une chute automatique des barres de contrĂŽle . Un arrĂȘt Ă  chaud est la phase qui suit un AAR, «chaud» car le fluide primaire et le combustible (ainsi que l’inertie thermique des structures et la puissance des pompes primaires) ont besoin de temps pour refroidir. A Zaporijia, tous les rĂ©acteurs ont donc passĂ© l’étape de l’AAR.

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Les barres de contrÎle permettent de stopper la réaction nucléaire. Source: Les mots (free.fr)

Les diffĂ©rents Ă©tats d’un rĂ©acteur nuclĂ©aire

  • Fonctionnement en puissance ou marche de puissance intermĂ©diaire, le rĂ©acteur produit beaucoup de chaleur, et de l’électricitĂ©, circuit primaire Ă  plus de 300°C et 150 bars (petite barre grise en haut du graphe ci-dessous),
  • ArrĂȘt Ă  chaud, la rĂ©action nuclĂ©aire est Ă  l’arrĂȘt mais le circuit primaire est encore chaud, le pressuriseur est diphasique (vapeur et liquide),
  • ArrĂȘt Ă  froid, la rĂ©action nuclĂ©aire est Ă  l’arrĂȘt. La tempĂ©rature du circuit primaire a Ă©tĂ© abaissĂ©e Ă  quelques dizaines de degrĂ©s et il est Ă  pression atmosphĂ©rique, le pressuriseur est monophasique liquide. Passer en arrĂȘt froid nĂ©cessite une puissance rĂ©siduelle du combustible suffisamment faible (les Ă©changeurs de chaleur sont moins efficaces Ă  mesure que la tempĂ©rature primaire baisse).
  • CƓur dĂ©chargĂ©: le rĂ©acteur ne produit plus de chaleur, il n’y a plus de combustible dans la cuve.

Pourquoi c’est important ici ? Car la situation d’arrĂȘt dĂ©termine les besoins de refroidissement du circuit primaire, et donc le temps pour atteindre une situation stabilisĂ©e. Petite prĂ©cision, ici la puissance rĂ©siduelle est au premier ordre liĂ©e Ă  la chaleur rĂ©siduelle produite par les produtis de fission des assemblages, et pas Ă  la tempĂ©rature de l’eau du primaire.

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Sachez qu’il existe une classification officielle, que je n’utilise pas ici Ă  des fins de simplification. Il existe 6 Ă©tats nommĂ©s de A Ă  F (IRSN, p.259–260).

La piscine d’entreposage de combustible usĂ©

C’est une piscine, avec une source de chaleur interne qui vient des assemblages combustibles, on regarde Ă  quel point elle est remplie. C’est important car les assemblages usĂ©s sont encore chauds (dĂ©croissance radioactive des produits de fission) et doivent aussi ĂȘtre refroidis. Il y a donc un besoin Ă©lectrique pour faire circuler l’eau de refroidissement.

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Piscine de la centrale nucléaire de Gravelines

Situations accidentelles causées par des agressions externes

Que ce soit en cas de conflit armé, ou de phénomÚne naturels comme des inondations ou des séismes, il est important de regarder les points suivants.

  1. Etat d’arrĂȘt de chaque rĂ©acteur (chaud ou froid), pour Ă©valuer quel est le besoin Ă©nergĂ©tique pour le refroidissement du cƓur. Le temps est le meilleur alliĂ© face Ă  la puissance rĂ©siduelle. Actuellement, sur le site de ZNPP, 5 rĂ©acteurs sur 6 sont en arrĂȘt Ă  froid, et depuis plusieurs semaines, voire plusieurs mois. Il reste donc environ 4MWth de puissance rĂ©siduelle par cƓur en arrĂȘt Ă  froid. Pour le dĂ©tail des calculs, allez lire cette Ă©tude. Un rĂ©acteur est encore en arrĂȘt Ă  chaud pour la production de chaleur des villes autour. C’est le rĂ©acteur n°6, qui est surveillĂ© de trĂšs prĂšs par l’AIEA car c’est celui qui nĂ©cessite le plus d’électricitĂ© pour son refroidissement.

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Evolution de la puissance rĂ©siduelle d’un cƓur de 3 000 MWth de puissance nominale aprĂšs un arrĂȘt en fin de cycle. ( SFEN )

  1. Alimentation Ă©lectrique externe (lignes 330 & 750kV, 20 groupes Ă©lectrogĂšnes de secours de 6,6 kV chacun), pour alimenter les circuits de refroidissement. L’IRSN a d’ailleurs soulevĂ© un point important sur les VVER-1000, la source de refroidissement ultime ne dispose pas d’une autonomie suffisante en accidentel, d’oĂč l’intĂ©rĂȘt de garder l’alimentation externe. Il est important de noter que depuis peu de temps, deux groupes Ă©lectrogĂšnes bunkerisĂ©s et donc protĂ©gĂ©s contre les actes de malveillance, sont installĂ©s Ă  la ZNPP. Depuis l’accident de Fukushima, les centrales se sont adaptĂ©es en cas de situation de perte totale d’alimentation Ă©lectrique, et disposent de moyens mobiles d’appoint en eau et en Ă©lectricitĂ©. ConcrĂštement, un camion avec une pompe thermique (Ă  eau) est capable d’alimenter les gĂ©nĂ©rateurs de vapeur en eau froide, Ă  partir d’une source froide Ă  distance raisonnable du rĂ©acteur, pendant 3 jours. Cela peut s’avĂ©rer utile pour le rĂ©acteur en arrĂȘt Ă  chaud. Il existe aussi ​un groupe Ă©lectrogĂšne mobile, montĂ© lui aussi sur un camion (3 jours d’autonomie).

Sur les REP français, comme sur les VVER, l’alimentation Ă©lectrique externe est essentielle Ă  la sĂ»retĂ© et le systĂšme prĂ©sente de nombreuses voies indĂ©pendantes et redondantes. Comme les 6 rĂ©acteurs de Zaporijia sont en situation d’arrĂȘt, il n’est pas nĂ©cessaire d’étudier le transitoire d’ülotage (capacitĂ© d’un rĂ©acteur Ă  s’isoler du rĂ©seau Ă©lectrique tout en passant en fonctionnement autonome Ă  puissance rĂ©duite).

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Principe de l’alimentation Ă©lectrique d’une centrale française de type REP ( IRSN )

  1. Remplissage du cƓur, pour savoir s’il reste une chaleur rĂ©siduelle Ă  Ă©vacuer. Ce point est trĂšs liĂ© au point 1, puisqu’il s’agit de savoir quels sont les besoins en refroidissement pour le circuit primaire. Il serait pertinent de vider les cƓurs de leurs assemblages, ainsi que les piscines, pour Ă©viter tout risque radiologique. C’est Ă©videmment trĂšs compliquĂ© dans un contexte de guerre. Surtout que cela reprĂ©sente un volume de combustible trĂšs important, et une logistique complexe. Et certains assemblages sont trop chauds pour ĂȘtre Ă©vacuĂ©s. D’ailleurs, si vous connaissez bien l’accident de Fukushima-Daiichi, vous pouvez rĂ©torquer que le rĂ©acteur 4 avait pourtant un cƓur vide, et a explosĂ© malgrĂ© tout. Mais c’est parce que l’hydrogĂšne du rĂ©acteur 3 s’est infiltrĂ© dans le 4 via une conduite commune.
  1. Remplissage des piscines du combustible usĂ©, pour Ă©valuer quel est le besoin Ă©nergĂ©tique pour le refroidissement de la piscine. (Article Ă  ce propos). C’est un point souvent nĂ©gligĂ©, voire oubliĂ©. Or les matiĂšres radioactives du bĂątiment combustible ont elles aussi besoin d’ĂȘtre refroidies aprĂšs un cycle dans le cƓur, les produits de fission dĂ©gagent encore une chaleur rĂ©siduelle qu’il faut Ă©vacuer, sous peine d’évaporer l’eau des piscines, ce qui mĂšnerait Ă  une fusion des assemblages combustibles. A Fukushima-Daiichi, il y avait 1300 assemblages dans la piscine (environ 3 cƓurs) du rĂ©acteur n°4. Or l’enceinte de confinement, qui contient le bĂątiment combustible, Ă©tait endommagĂ©e. Et une fusion de ces assemblages aurait incontestablement menĂ© Ă  un dĂ©gagement trĂšs important de radionuclĂ©ides dans l’environnement. Un article qui dĂ©taille la situation Ă  Fukushima. Ces Ă©vĂšnements ont menĂ© Ă  la crĂ©ation de la Force d’Action Rapide NuclĂ©aire (FARN), pour assurer des appoints en eau, air et en Ă©lectricitĂ© (elle a d’autres rĂŽles dĂ©taillĂ©s ici ). Quelle est la situation des piscines de la ZNPP? Il semblerait qu’il y ait prĂšs de 3400 assemblages combustibles entreposĂ©s sur site (article de Reuters). C’est beaucoup, et une perte d’eau de refroidissement des piscines pourrait mener Ă  des rejets importants.

« Selon une communication de l’Ukraine Ă  l’AIEA en 2017, il y avait 3 354 assemblages de combustible usĂ© dans l’installation de combustible usĂ© sec et environ 1 984 assemblages de combustible usĂ© dans les piscines. »

J’ajoute qu’il y a Ă©galement des stockages «à sec» sur le site, on ne le fait pas en France, mais ailleurs dans le monde cela est pratiquĂ©. L’avantage de ces conteneurs est l’absence de besoin en refroidissement par eau (pas besoin de pompe ni d’eau). En revanche, une explosion qui viendrait endommager pourrait conduire Ă  des rejets de radionuclĂ©ides. Je ne connais pas la rĂ©sistance de ces conteneurs, je ne prononcerai pas sur leur comportement Ă  proximitĂ© d’explosion. En revanche la nature des dĂ©chets nuclĂ©aires stockĂ©s Ă  l’intĂ©rieur permet d’estimer qu’une explosion causerait une dispersion sur un rayon limitĂ©, une centaine de mĂštre environ d’aprĂšs Olivier Dubois adjoint du directeur de l’expertise de sĂ»retĂ© de l’IRSN, dans cette vidĂ©o de l’Express. Toujours depuis Fukushima, le site de ZNPP dispose d’une pompe thermique mobile autonome (autonomie de 3 jours), montĂ©e sur un camion, assurant un appoint en eau dans la piscine combustible pour compenser les pertes d’eau par vaporisation. Ci-dessous, l’intervention qui a «inspiré» les ingĂ©nieurs en sĂ»retĂ© nuclĂ©aire pour cette solution d’appoint pour la piscine. C’était Ă  Fukushima, sur l’unitĂ© n°4, pour les piscines combustibles.

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Remettre de l’eau dans les piscines grñce aux lances des pompiers, assez original comme systùme de refroidissement, mais dans ce genre de situation, on fait avec ce qu’on peut.

  1. IntĂ©gritĂ© du circuit primaire et du bĂątiment rĂ©acteur, pour prĂ©voir d’éventuels rejets extĂ©rieurs. On peut imaginer un endommagement du bĂątiment rĂ©acteur par des missiles (ils va en falloir des costauds), est-ce problĂ©matique ? Oui, en situation accidentelle, car cet impact pourrait fragiliser la structure. Maintenant si on imagine (scĂ©nario trĂšs improbable) que le missile arrive Ă  traverser l’enceinte du BR, alors il faut voir quel est l’état des piĂšces Ă  l’intĂ©rieur. On parle d’un missile capable de transpercer 2.4m de bĂ©ton armĂ©, disposer d’une telle arme est peu courant. Il faut vraiment le faire exprĂšs. On peut aussi dire que Ă©tant donnĂ© la taille des BR, il est peu probable d’endommager toutes les structures de sauvegarde, et l’avantage du VVER-1000 est qu’il prĂ©sente une triple redondance des systĂšmes de sauvegarde (comme l’EPR), on peut donc imaginer un scĂ©nario oĂč on aurait 2 systĂšmes de sauvegarde indisponibles, le dernier prendrait alors le relai.

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Enceinte du bùtiment réacteur n°4 aprÚs une frappe, novembre 2022 (Wikipedia)

Il est Ă©galement important de prĂ©ciser que les Russes ont stockĂ© du matĂ©riel militaire dans le bĂątiment de la turbine (circuit secondaire, sans risque radiologique). Ce sont des explosifs de combat, pas des anti-bunkers, une explosion dans cette zone causerait des dĂ©gĂąts irrĂ©versibles au secondaire, mais le risque radiologique serait trĂšs faible. Et l’endommagement du bĂątiment rĂ©acteur serait trĂšs limitĂ© Ă©galement.

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Le bĂątiment secondaire est sĂ©parĂ© du BR, et n’est pas renforcĂ© en bĂ©ton armĂ©.

Les “stress tests” sur les VVER

Il est Ă©galement important de prĂ©ciser que la sĂ»retĂ© s’amĂ©liore avec le temps, et la centrale nuclĂ©aire de Zaporijia ne fait pas exception. Pour les plus curieux, vous trouverez la liste des “stress test” auxquels elle a Ă©tĂ© soumise (ВСбУП). C’est le retour d’expĂ©rience des trois prĂ©cĂ©dents accidents nuclĂ©aires (Three Miles Island, Tchernobyl et Fukushima-Daichii) qui est utilisĂ© principalement pour dĂ©terminer ces rĂ©sistances.

Les besoins actuels des réacteurs de Zaporijia

Le besoin principal qui focalise l’attention de tous les techniciens et ingĂ©nieurs sur place est l’alimentation Ă©lectrique externe. C’est le point d’intĂ©rĂȘt de l’AIEA le plus critique. Dans son point de situation du 15/05/2023 l’IRSN explique :

« Une seule ligne d’alimentation Ă©lectrique de 750 kV est actuellement opĂ©rante pour assurer le fonctionnement des systĂšmes de refroidissement des assemblages combustibles. En cas de dĂ©faillance de cette alimentation Ă©lectrique, 20 groupes Ă©lectrogĂšnes de secours sont disponibles pour prendre le relai et assurer l’alimentation Ă©lectrique de la centrale. »

La centrale possĂšde 4 lignes d’alimentation externe de 750kV, d’aprĂšs les informations disponibles Ă  l’heure actuelle, une seule fonctionne parfaitement. Concernant les groupes Ă©lectrogĂšnes de secours, la ZNPP a besoin de personnel pour la maintenance, de piĂšces dĂ©tachĂ©es, et Ă©videmment, de combustible pour les alimenter. PrĂ©cisons Ă©galement que l’approvisionnement en combustible serait plus aisĂ© par l’ouest, la zone Ă©tant sous contrĂŽle ukrainien, mais le site demeure encore sous contrĂŽle russe.

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Situation au 31/05/2023

La centrale a Ă©galement besoin d’une source froide pour Ă©vacuer la puissance rĂ©siduelle, la rĂ©cente attaque du barrage de Kakhovka montre que la source froide habituelle est menacĂ©e, le niveau d’eau baisse d’environ 5cm par heure. Le site de Zaporijia est conçu en temps normal pour utiliser le rĂ©servoir “cooling pond” comme rĂ©servoir tampon pour s’affranchir des variations de dĂ©bit du fleuve Dniepr. Les rĂ©acteurs Ă©tant Ă  l’arrĂȘt on utilise un systĂšme d’évacuation de la chaleur par air, oĂč l’eau est projetĂ©e via des “sprinklers”. Il faut compenser cette perte d’eau par Ă©vaporation par un appoint en eau, et cet appoint en eau peut suffire quelques semaines selon l’IRSN (point de situation du 7 juin 2023), voire mois selon l’AIEA (DĂ©claration du directeur gĂ©nĂ©ral de l’AIEA).

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Quelle temporalité ?

  • Les lignes haute tension peuvent ĂȘtre rĂ©parĂ©es en une dizaine d’heures (retour d’expĂ©rience depuis le dĂ©but de la guerre).
  • Les rĂ©acteurs en arrĂȘt Ă  froid comme en arrĂȘt Ă  chaud Ă©tant Ă  l’arrĂȘt d’un point de vue neutronique, la chaleur rĂ©siduelle et la tempĂ©rature du primaire sont les deux paramĂštres Ă  surveiller. Le rĂ©acteur n°5, en AAC a besoin de plus de refroidissement, sous peine de voir la tempĂ©rature de son primaire monter, donc sa pression, jusqu’à un seuil hors des limites usuelles d’exploitation du cƓur.
  • Les gĂ©nĂ©rateurs diesel de secours permettent de tenir environ 15 jours avec les besoins actuels du site, limite en terme de combustible. Les gĂ©nĂ©rateurs ne sont pas conçus pour fonctionner plusieurs semaines non plus, il y aura des maintenance Ă  rĂ©aliser. (Source)
  • La fusion du cƓur pourrait ensuite intervenir sous 10 jours Ă  compter de l’arrĂȘt de tous les gĂ©nĂ©rateurs diesel de secours (Source)
  • Cela laisse donc 25 jours maximum pour anticiper la situation. Sachant que la situation commencera Ă  se dĂ©grader dĂšs le 15e jour (faute d’approvisionnement suffisant en carburant), oĂč les groupes Ă©lectrogĂšnes de secours seront Ă  sec. C’est donc en rĂ©alitĂ© moins. Mais ce dĂ©lai est bienvenu malgrĂ© tout, il permet une Ă©ventuelle intervention d’urgence. Le temps est le pire ennemi quand on a un rĂ©acteur en arrĂȘt chaud. Pour prendre un cas similaire, ce qui s’est passĂ© Ă  Fukushima peut se rĂ©sumer assez simplement, l’arrĂȘt automatique rĂ©acteur qui a immĂ©diatement suivi la dĂ©tection du sĂ©isme s’est dĂ©roulĂ© comme il le fallait, le problĂšme a Ă©tĂ© d’évacuer la puissance rĂ©siduelle. Les opĂ©rateurs n’ont pas rĂ©ussi cette mission.
  • PassĂ© ce dĂ©lai, une fusion du cƓur des rĂ©acteurs est possible, sur 6 rĂ©acteurs en simultanĂ©. Ces fusions mĂšneraient incontestablement Ă  des rejets massifs. La prĂ©sence de recombineur Ă  hydrogĂšne passifs (qui n’ont pas besoin d’électricitĂ©) est plutĂŽt rassurante pour Ă©viter un endommagement de la troisiĂšme barriĂšre (ce qui n’était pas le cas Ă  Fukushima).
  • Quelques temps aprĂšs la fusion des cƓurs de rĂ©acteurs va aussi se poser la question des piscines de combustible usĂ©. Elles ont aussi besoin d’ĂȘtre refroidies.
  • Le VVER-1000 ne dispose pas d’un rĂ©cupĂ©rateur Ă  corium contrairement au VVER-1200 (critĂšre de sĂ»retĂ© de la 3e gĂ©nĂ©ration, comme sur l’EPR), ce qui rend le risque de contamination externe plus important. Au delĂ  d’évacuer le corium dans un endroit pour le refroidir, l’intĂ©rĂȘt du core catcher est d’éviter l’ explosion de vapeur (forte chaleur et eau liquide
), donc cela participe Ă  une prĂ©servation de la structure du BR.

Un besoin essentiel est Ă©galement celui d’avoir du personnel qualifiĂ© sur place, et le contexte de guerre n’aide pas. Une centrale sĂ»re sans humains n’existe pas, et le stress constant auquel sont soumises les Ă©quipes ne favorise pas un environnement sain pour travailler dans une centrale nuclĂ©aire.

Ce dĂ©lai de 25 jours (grand maximum) est crucial, car si les autoritĂ©s mondiales savent, grĂące aux informations de l’AIEA, que la centrale de Zaporijjia a absolument besoin d’électricitĂ©, cela laisse du temps pour rĂ©flĂ©chir Ă  un plan d’action urgent. Et donc toute forme d’opposition Ă  une aide technique internationale serait considĂ©rĂ©e comme criminelle. D’autant que les alimentations Ă©lectriques ont toujours Ă©tĂ© rĂ©parĂ©es, au prix de nombreuses vies, dans des dĂ©lais records.

Quels rejets ?

Les rĂ©acteurs Ă©tant tous Ă  l’arrĂȘt, la dĂ©croissance radioactive a fait son effet sur le combustible. La dĂ©croissance radioactive est un phĂ©nomĂšne naturel qui caractĂ©rise la baisse du nombre de noyaux instables dans un Ă©chantillon de matiĂšre. L’IRSN explique :

« Compte tenu des dĂ©lais importants depuis l’arrĂȘt du dernier rĂ©acteur, les rejets en iode notamment, bien qu’importants, seraient bien plus faibles que pour un rĂ©acteur en fonctionnement, du fait de la dĂ©croissance radioactive. La fusion du combustible entreposĂ© dans la piscine, situĂ©e dans l’enceinte de confinement du rĂ©acteur, interviendrait ensuite, entraĂźnant des rejets supplĂ©mentaires. »

Pour comprendre de phĂ©nomĂšne de dĂ©croissance, une courbe sur l’accident de Fukushima. On voit qu’il suffit d’une quarantaine de jours Ă  l’Iode-131 pour diviser son activitĂ© par 10, ce qui est la situation des cinq rĂ©acteurs de ZNPP en arrĂȘt Ă  froid. Donc si un accident devait se produire sur un des rĂ©acteurs en arrĂȘt Ă  froid, les comprimĂ©s d’iode distribuĂ©s en cas d’accident ne serviraient strictement Ă  rien.

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L’Iode-131 — laradioactivite.com

Il est impossible (Ă  l’heure actuelle) de faire une modĂ©lisation fidĂšle Ă  la rĂ©alitĂ©, des rejets de radionuclĂ©ides, cela dĂ©pend de la sĂ©vĂ©ritĂ© de l’accident, de la durĂ©e des rejets et de la mĂ©tĂ©o (selon les vents dominants et les pluies).

Panache radioactif de Tchernobyl.

Il existe une modĂ©lisation dĂ©jĂ  assez ancienne, elle est intĂ©ressante pour expliquer la dispersion du nuage, mais c’est simplement pour donner une idĂ©e. Maintenant, si la situation devait empirer, une modĂ©lisation des rejets sera Ă©tablie par les experts en peu de temps, sur la base des informations mĂ©tĂ©orologiques disponibles.

Conclusion

Ce ne sont pas les tirs de missiles sur le bĂątiment rĂ©acteur qu’il faut craindre, mais la perte totale d’alimentation Ă©lectrique externe. Les explosifs sont bien plus susceptibles de venir endommager les conteneurs de dĂ©chets radioactifs secs et les piscines combustibles. La situation est stable tant que cette ligne de 750kV est connectĂ©e aux 6 rĂ©acteurs, et les diesels de secours sont prĂȘts Ă  prendre le relai, Ă  condition d’avoir un approvisionnement suffisant en carburant, et ce n’est pas une solution durable sur le temps long.

La situation est unique, mais n’a rien d’un accident nuclĂ©aire, cela dĂ©pend de beaucoup de facteurs encore incertains. Depuis 15 mois la centrale est au cƓur d’un conflit intense et les Ă©quipes sur place ont toujours maitrisĂ© les situations incidentelles en des temps records.

De plus, la prĂ©sence permanente d’équipes de l’AIEA sur place permet d’avoir des informations fiables en temps rĂ©el, et ces informations sont communiquĂ©es Ă  l’ensemble des experts techniques de la sĂ»retĂ© nuclĂ©aire du monde entier. Ces informations sont prĂ©cieuses.

Quelques derniers rappels avant de terminer :

  • Utiliser une centrale nuclĂ©aire pour stocker des armes est irresponsable, s’en servir de bouclier l’est tout autant.
  • Une centrale nuclĂ©aire n’est pas ni une cible, ni une arme. Se rĂ©fĂ©rer Ă  l’article 56 du protocole additionnel aux Conventions de GenĂšve du 12 aoĂ»t 1949 relatif Ă  la protection des victimes des conflits armĂ©s internationaux (Protocole I) : «Les ouvrages d’art ou installations contenant des forces dangereuses, Ă  savoir les barrages, les digues et les centrales nuclĂ©aires de production d’énergie Ă©lectrique, ne seront pas l’objet d’attaques, mĂȘme s’ils constituent des objectifs militaires».
  • Dans un conflit armĂ©, l’ennemi vise d’abord le rĂ©seau, bien plus simple Ă  dĂ©truire car plus fragile. Prendre le contrĂŽle du site de Zaporijia est stratĂ©gique pour dĂ©stabiliser l’Ukraine. C’est en tant qu’installation Ă©lectrique de grande puissance que cette centrale fait l’objet de tant d’attention, pas en tant qu’objet nuclĂ©aire. Un article Ă  ce propos. Ukraine’s Vulnerable Power Grid — Geopolitical Futures.
  • C’était assez exhaustif, Ă  dessein, je ne peux pas faire Ă  la fois trop technique et accessible, il faut nĂ©cessairement trouver un juste milieu.

Je tiens Ă  conclure cet article en rendant hommage aux travailleurs et travailleuses du site de Zaporijia, qui ont pour beaucoup dĂ©jĂ  sacrifiĂ© leur vie pour rĂ©tablir cette liaison Ă©lectrique, ils se battent au quotidien pour protĂ©ger l’Europe.

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Publié en Juin 2023.