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|
}
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tbody {
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|||
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|||
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|
}
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|
th {
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|||
|
|
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|||
|
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|
|||
|
|
}
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|
|
td {
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|||
|
|
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|||
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|
}
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|
header {
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|||
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|||
|
|
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|||
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|
}
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|
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|
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|||
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|
}
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|
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|||
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|
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|||
|
|
}
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|
#TOC > ul {
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|||
|
|
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|||
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|
}
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|||
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|
#TOC a:not(:hover) {
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|||
|
|
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|||
|
|
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|||
|
|
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|
|||
|
|
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|||
|
|
div.columns{display: flex; gap: min(4vw, 1.5em);}
|
|||
|
|
div.column{flex: auto; overflow-x: auto;}
|
|||
|
|
div.hanging-indent{margin-left: 1.5em; text-indent: -1.5em;}
|
|||
|
|
/* The extra [class] is a hack that increases specificity enough to
|
|||
|
|
override a similar rule in reveal.js */
|
|||
|
|
ul.task-list[class]{list-style: none;}
|
|||
|
|
ul.task-list li input[type="checkbox"] {
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|||
|
|
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|||
|
|
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|
|||
|
|
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|
|||
|
|
vertical-align: middle;
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
.display.math{display: block; text-align: center; margin: 0.5rem auto;}
|
|||
|
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</style>
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</head>
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<body>
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|
<header id="title-block-header">
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|
<h1 class="title">dragonfeu_blog</h1>
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</header>
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<p>Prenons un peu de recul sur ce qu’il se passe à Zaporijia. Il est
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important de préciser certains éléments.</p>
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<p><img
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src="https://miro.medium.com/v2/resize:fit:660/0*9Iq86VpPQj9dzymu.jpg" /></p>
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|
<p>La centrale nucléaire de Zaporijia en Ukraine, et ses six
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VVER-1000/320</p>
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<p>La centrale nucléaire de Zaporijia (ZNPP) est dotée de six 6
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réacteurs, des VVER-1000 modèle V-320, l’équivalent soviétique de nos
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Réacteurs à Eau sous Pression (REP en français). Ce sont des réacteurs
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de 3000MW thermiques et de 960MW électriques nets. C’est la filière qui
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a été déployée après les réacteurs RBMK (comme le réacteur responsable
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de l’accident de Tchernobyl). Pour bien comprendre tout cela, on va
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commencer par quelques bases de sûreté nucléaire, ensuite il faudra
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regarder quels sont les besoins actuels de la centrale et quelles
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évolutions sont possibles avec tous ces éléments de contexte. Je précise
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que je vais souvent me restreindre à la situation actuelle à la ZNPP, et
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que souvent, par manque d’informations sur les VVER, il faudra faire des
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analogies avec nos REP français.</p>
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<h1 id="bases-de-sûreté-nucléaire">Bases de sûreté nucléaire</h1>
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<h2 id="la-sûreté-nucléaire">La sûreté nucléaire</h2>
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<p>Que signifie sûreté nucléaire ? Il existe une définition, utilisée
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|
par toute l’industrie nucléaire française.</p>
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<blockquote>
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<p>La sûreté nucléaire recouvre l’ensemble des dispositions techniques
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et les mesures d’organisation prises en vue de prévenir les accidents ou
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d’en limiter les effets. Elles concernent la conception, la
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construction, le fonctionnement, l’arrêt et le démantèlement des
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installations nucléaires de base, ainsi que le transport des substances
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radioactives. la sûreté nucléaire est une composante de la sécurité
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nucléaire qui comprend, en outre, la radioprotection, la prévention et
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|
la lutte contre les actions de malveillance, ainsi que les actions de
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sécurité civile en cas d’accident. Il s’agit donc à la fois :</p>
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<p>\-D’assurer des conditions de fonctionnement normal de l’installation
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|
sans exposition excessive des travailleurs aux rayonnements ionisants,
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et sans rejets excessifs de radioactivité dans l’environnement ;</p>
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|
|
<p>\-De prévenir les incidents et accidents ;</p>
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|
<p>\-En cas d’incidents ou d’accidents, de limiter les effets sur les
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|
|
travailleurs, les populations et l’environnement.</p>
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|
|
</blockquote>
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<h2 id="les-trois-fonctions-de-sûreté">Les trois fonctions de
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sûreté</h2>
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<p>Il faut en permanence surveiller les paramètres physiques du
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réacteur. On les appelle les « fonctions de sûreté ». Il y en a trois
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:</p>
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<ul>
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<li>Contrôler la réaction nucléaire, éviter l’emballement de la réaction
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nucléaire et l’arrêter au plus vite quand cela est nécessaire,</li>
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|
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<li>Contrôle de la température du combustible nucléaire (évacuation de
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la puissance résiduelle), pour éviter une fusion du combustible,</li>
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|||
|
|
<li>Confiner les matières radioactives, grâce aux trois barrières de
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|
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confinement</li>
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|
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</ul>
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<p><a
|
|||
|
|
href="https://miro.medium.com/v2/resize:fit:700/0*FUAWsQ1MS0sVmsi4">https://miro.medium.com/v2/resize:fit:700/0*FUAWsQ1MS0sVmsi4</a></p>
|
|||
|
|
<p><a
|
|||
|
|
href="https://twitter.com/Draagonfire2/status/1622176366555693056">Issu
|
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|
|
du thread sur les réacteurs à sels fondus</a></p>
|
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<h2 id="la-défense-en-profondeur">La défense en profondeur</h2>
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<p>Le principe de la défense en profondeur est une méthode qui consiste
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à établir des barrières pour éviter le passage à l’étape suivante. Si
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l’étape 1 échoue, on passe à la 2, et ainsi de suite. C’est une norme
|
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internationale, les VVER-1000 comme les REPs occidentaux appliquent ce
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|||
|
|
principe.</p>
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<p><img
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src="https://miro.medium.com/v2/resize:fit:700/1*Dlsj72YFDe2fcInjPmft7w.png" /></p>
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|
|
<p>Regardons chaque point succinctement.</p>
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|||
|
|
<ol>
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|||
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|
<li><em>Prévention.</em></li>
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|
|
</ol>
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<p>La conception des réacteurs est pensée de façon à limiter la
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probabilité d’accident grave (typiquement une fusion du cœur), les
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opérateurs sont formés longtemps, évalués très fréquemment. La
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|
|
conception définie les matériels nécessaires au maintien des fonctions
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de sûreté. Sur l’EPR, on a par exemple 3 branches d’injection de
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sécurité indépendantes et redondantes pouvant chacune assurer leur
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|
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fonction de sûreté à 100% (il y en a aussi une quatrième qu’on suppose
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|
|
en maintenance). Les matériels sont également testés. Certains matériels
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|
|
ne seront probablement jamais utilisés en fonctionnement normal sur tout
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|
|
la vie de la centrale, mais malgré cela il est important de tester
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|
|
chaque composant pour vérifier que dans une situation accidentelle
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|
éventuelle, le système associé serait apte à remplir sa fonction de
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|
|
sûreté. Concrètement on teste des pompes d’injection de sécurité, on
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|
|
fait des épreuves hydrauliques pour tester la résistance du circuit
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|
|
primaire à une pression 1.3 fois supérieure à la pression en
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|
|
fonctionnement normal, on entraine les opérateurs sur des situations
|
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|
|
incidentelles, etc</p>
|
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|
<p><em>2\. Détection et maitrise des accidents.</em></p>
|
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|
<p>La détection passe par de multiples capteurs (pression, température,
|
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|
|
niveau d’eau, niveau de radioactivité…). Cela implique également
|
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|
|
beaucoup d’automatismes (très présents sur les EPR&EPR2) pour
|
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|
|
limiter les erreurs humaines et assurer une réponse plus rapide. A titre
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|
|
d’exemple, le système d’arrêt automatique réacteur (AAR) est présent sur
|
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|
|
tous les réacteurs, même les plus anciens.</p>
|
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|
|
<p><em>3\. Maitrise des situations accidentelles.</em></p>
|
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|
|
<p>Maitriser une situation incidentelle qui pourrait mener à une
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|
|
situation accidentelle. Cela passe concrètement par une formation
|
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|
spécifique en accidentel pour les agents EDF. Les accidents sont classés
|
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|
|
en plusieurs familles, typiquement la perte de réfrigérant primaire
|
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|
|
(APRP), une rupture tube dans un générateur de vapeur (RTGV), perte
|
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|
|
électrique 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 <a
|
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|
|
href="https://www.irsn.fr/savoir-comprendre/surete/quest-ce-quun-accident-nucleaire-sur-reacteur-eau-sous-pression">article</a>
|
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|
|
de l’IRSN de 2013.</p>
|
|||
|
|
<p><em>4\. Gestion des accidents graves.</em></p>
|
|||
|
|
<p>Pour en arriver là, il faut qu’on ait raté toutes les étapes
|
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|
|
précédentes, donc on passe en situation de gestion de l’accident pour en
|
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|
|
limiter les conséquences, pour éviter toute contamination à l’extérieur.
|
|||
|
|
Concrètement, cela passe par des systèmes passifs de captation du
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|||
|
|
dihydrogène (un gaz inflammable qui est responsable des explosions des
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|||
|
|
réacteurs 1,2,4 de Fukushima). Sur EPR, c’est un récupérateur 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).</p>
|
|||
|
|
<p><em>5\. Protection des populations.</em></p>
|
|||
|
|
<p>La dernière étape, en cas de rejets prévus ou ayant déjà eu lieu, il
|
|||
|
|
faut évacuer les personnes les plus proches du site nucléaire accidenté,
|
|||
|
|
pour limiter les conséquences sanitaires. L’exemple le plus connu est la
|
|||
|
|
distribution de pastille d’iodes. l’iode contenu dans ces pastilles se
|
|||
|
|
fixe sur la thyroïde pour la saturer et éviter que l’iode radioactif
|
|||
|
|
(qui vient directement du coeur) ne vienne s’y fixer. Il existe aussi
|
|||
|
|
des plans d’évacuation dans un rayon décidé par la préfecture sur la
|
|||
|
|
base des informations techniques données par EDF avec l’appui technique
|
|||
|
|
de l’IRSN.</p>
|
|||
|
|
<blockquote>
|
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|
|
<p><strong>Sur Zaporijia, on se situe à la limite entre les points 2 et
|
|||
|
|
3, la situation pouvant évoluer assez rapidement. Pour l’instant, tout
|
|||
|
|
est au point 2, mais cela nécessite le maintien d’une alimentation
|
|||
|
|
électrique externe stable.</strong></p>
|
|||
|
|
</blockquote>
|
|||
|
|
<h2 id="les-3-barrières-de-confinement">Les 3 barrières de
|
|||
|
|
confinement</h2>
|
|||
|
|
<p><img
|
|||
|
|
src="https://miro.medium.com/v2/resize:fit:700/0*CJlt3vjn1Phi7eHu.png" /></p>
|
|||
|
|
<p>Si on parle de confinement, c’est celui des matières radioactives.
|
|||
|
|
Elles sont présentes dans le cœur, là où on met le combustible qui va
|
|||
|
|
chauffer le fluide primaire. L’objectif est d’éviter tout rejet
|
|||
|
|
incontrôlé dans l’environnement extérieur. Ce confinement est assuré par
|
|||
|
|
trois barrières successives.</p>
|
|||
|
|
<p>La première barrière se situe sur les assemblages de combustible (là
|
|||
|
|
où 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.</p>
|
|||
|
|
<p>La seconde barrière est le “circuit primaire fermé”, fermé car c’est
|
|||
|
|
une boucle, les générateurs de vapeur constituent une interface
|
|||
|
|
d’échange thermique (pas d’échange de matière) qui empêche les éléments
|
|||
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radioactifs de sortir. Si on a une rupture de gaine, les éléments
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radioactifs sont maintenus dans le fluide primaire, ce n’est pas une
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situation normale, mais au moins on ne rejette rien.</p>
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<p>La troisième est l’enceinte du Bâtiment Réacteur (BR), qui assure le
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confinement si les deux barrières précédentes ont échoué. Imaginez qu’on
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ait des ruptures de gaine de combustible et une fuite dans le circuit
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primaire, alors tout doit rester confiné à l’intérieur de la structure.
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Cette barrière a été brisée lors des deux accidents nucléaires majeurs,
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à savoir Tchernobyl puis Fukushima-Daichii (classés niveau 7 de
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l’échelle INES).</p>
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<p><img
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src="https://miro.medium.com/v2/resize:fit:700/1*MvkT4pn60pQ-L4EIXabEaA.jpeg" /></p>
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<p>Echelle INES, <a
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href="https://lenergeek.com/2017/11/09/echelle-ines-surete-nucleaire/">Sûreté
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nucléaire : qu’est-ce que l’échelle INES ? (lenergeek.com)</a></p>
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<h2 id="larrêt-automatique-réacteur">L’arrêt automatique réacteur</h2>
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<p>Un point également sur la rapidité d’arrêt de la réaction nucléaire,
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cela a lieu en quelques secondes ou minutes. On utilise les barres de
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contrôle, constituées de matériaux neutrophages, cela permet d’arrêter
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la réaction au niveau neutronique (à noter que la baisse de température
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augmente la réactivité il faut donc injecter du bore dans le fluide
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primaire pour éviter une reprise de la réaction).</p>
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<p>Les réacteurs VVER-1000/320 comme tous les REP exploités par EDF
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disposent d’un dispositif d’Arrêt Automatique Réacteur (AAR) qui
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consiste en une chute automatique des barres de contrôle . Un arrêt à
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chaud est la phase qui suit un AAR, «chaud» car le fluide primaire et le
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combustible (ainsi que l’inertie thermique des structures et la
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puissance des pompes primaires) ont besoin de temps pour refroidir. A
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Zaporijia, tous les réacteurs ont donc passé l’étape de l’AAR.</p>
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<p><img
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src="https://miro.medium.com/v2/resize:fit:394/1*JsgPbKuNdTeEFKl7DCUPAw.jpeg" /></p>
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<p>Les barres de contrôle permettent de stopper la réaction nucléaire.
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Source: <a href="https://info.nucleaire.free.fr/mots.htm">Les mots
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(free.fr)</a></p>
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<h2 id="les-différents-états-dun-réacteur-nucléaire">Les différents
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états d’un réacteur nucléaire</h2>
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<ul>
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<li>Fonctionnement en puissance ou marche de puissance intermédiaire, le
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réacteur produit beaucoup de chaleur, et de l’électricité, circuit
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primaire à plus de 300°C et 150 bars (petite barre grise en haut du
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graphe ci-dessous),</li>
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<li>Arrêt à chaud, la réaction nucléaire est à l’arrêt mais le circuit
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primaire est encore chaud, le pressuriseur est diphasique (vapeur et
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liquide),</li>
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<li>Arrêt à froid, la réaction nucléaire est à l’arrêt. La température
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du circuit primaire a été abaissée à quelques dizaines de degrés et il
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est à pression atmosphérique, le pressuriseur est monophasique liquide.
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Passer en arrêt froid nécessite une puissance résiduelle du combustible
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suffisamment faible (les échangeurs de chaleur sont moins efficaces à
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mesure que la température primaire baisse).</li>
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<li>Cœur déchargé: le réacteur ne produit plus de chaleur, il n’y a plus
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de combustible dans la cuve.</li>
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</ul>
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<p>Pourquoi c’est important ici ? Car la situation d’arrêt détermine les
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besoins de refroidissement du circuit primaire, et donc le temps pour
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atteindre une situation stabilisée. Petite précision, ici la puissance
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résiduelle est au premier ordre liée à la chaleur résiduelle produite
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par les produtis de fission des assemblages, et pas à la température de
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l’eau du primaire.</p>
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<p><img
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src="https://miro.medium.com/v2/resize:fit:635/1*HTnHOwrGDmE80R7Fc0RLEA.png" /></p>
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<p>Sachez qu’il existe une classification officielle, que je n’utilise
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pas ici à des fins de simplification. Il existe 6 états nommés de A à F
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(<a
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href="https://www.irsn.fr/sites/default/files/documents/larecherche/publications-documentation/collection-ouvrages-irsn/Elements sûreté REP chapitre 8.pdf">IRSN,
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p.259–260</a>).</p>
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<h2 id="la-piscine-dentreposage-de-combustible-usé">La piscine
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d’entreposage de combustible usé</h2>
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<p>C’est une piscine, avec une source de chaleur interne qui vient des
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assemblages combustibles, on regarde à quel point elle est remplie.
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C’est important car les assemblages usés sont encore chauds
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(décroissance radioactive des produits de fission) et doivent aussi être
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refroidis. Il y a donc un besoin électrique pour faire circuler l’eau de
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refroidissement.</p>
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<p><img
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src="https://miro.medium.com/v2/resize:fit:700/1*5r2cf_LwOOSBpkX9Gf37gg.jpeg" /></p>
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<p>Piscine de la centrale nucléaire de Gravelines</p>
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<h1
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id="situations-accidentelles-causées-par-des-agressions-externes">Situations
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accidentelles causées par des agressions externes</h1>
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<p>Que ce soit en cas de conflit armé, ou de phénomène naturels comme
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des inondations ou des séismes, il est important de regarder les points
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suivants.</p>
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<ol>
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<li>Etat d’arrêt de chaque réacteur (chaud ou froid), pour évaluer quel
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est le besoin énergétique pour le refroidissement du cœur. Le temps est
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le meilleur allié face à la puissance résiduelle. Actuellement, sur le
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site de ZNPP, 5 réacteurs sur 6 sont en arrêt à froid, et depuis
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plusieurs semaines, voire plusieurs mois. Il reste donc environ 4MWth de
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puissance résiduelle par cœur en arrêt à froid. Pour le détail des
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calculs, allez lire cette <a
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href="https://www.scirp.org/journal/paperinformation.aspx?paperid=123255">étude</a>.
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Un réacteur est encore en arrêt à chaud pour la production de chaleur
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des villes autour. C’est le réacteur n°6, qui est surveillé de très près
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par l’AIEA car c’est celui qui nécessite le plus d’électricité pour son
|
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refroidissement.</li>
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</ol>
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<p><img
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src="https://miro.medium.com/v2/resize:fit:459/1*HKcYhBOiCDYCy0BPjKVQhw.jpeg" /></p>
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<p><em>Evolution de la puissance résiduelle d’un cœur de 3 000 MWth de
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puissance nominale après un arrêt en fin de cycle. (</em> <a
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href="https://www.sfen.org/rgn/zaporijia-quelle-est-la-situation-des-six-reacteurs-en-arrets-a-froid/"><em>SFEN</em></a>
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<em>)</em></p>
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<ol>
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<li>Alimentation électrique externe (lignes 330 & 750kV, 20 groupes
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électrogènes de secours de 6,6 kV chacun), pour alimenter les circuits
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de refroidissement. L’IRSN a d’ailleurs soulevé un point important sur
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les VVER-1000, la source de refroidissement ultime ne dispose pas d’une
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autonomie suffisante en accidentel, d’où l’intérêt de garder
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l’alimentation externe. Il est important de noter que depuis peu de
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temps, deux groupes électrogènes bunkerisés et donc protégés contre les
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actes de malveillance, sont installés à la ZNPP. Depuis l’accident de
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Fukushima, les centrales se sont adaptées en cas de situation de perte
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totale d’alimentation électrique, et disposent de moyens mobiles
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d’appoint en eau et en électricité. Concrètement, un camion avec une
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pompe thermique (à eau) est capable d’alimenter les générateurs de
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vapeur en eau froide, à partir d’une source froide à distance
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raisonnable du réacteur, pendant 3 jours. Cela peut s’avérer utile pour
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le réacteur en arrêt à chaud. Il existe aussi un groupe électrogène
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mobile, monté lui aussi sur un camion (3 jours d’autonomie).</li>
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</ol>
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|
<p>Sur les REP français, comme sur les VVER, l’alimentation électrique
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externe est essentielle à la sûreté et le système présente de nombreuses
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voies indépendantes et redondantes. Comme les 6 réacteurs de Zaporijia
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sont en situation d’arrêt, il n’est pas nécessaire d’étudier le <a
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href="https://www.linkedin.com/pulse/lilotage-dune-tranche-nucléaire-cest-quoi-florian-saulais/?originalSubdomain=fr">transitoire
|
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d’îlotage</a> (capacité d’un réacteur à s’isoler du réseau électrique
|
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|
|
tout en passant en fonctionnement autonome à puissance réduite).</p>
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|
<p><img
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src="https://miro.medium.com/v2/resize:fit:700/0*l63k1rdtNPegVUZA.jpg" /></p>
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<p><em>Principe de l’alimentation électrique d’une centrale française de
|
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type REP (</em> <a
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href="https://www.irsn.fr/savoir-comprendre/surete/alimentations-electriques-sur-centrale-nucleaire-francaise"><em>IRSN</em></a>
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<em>)</em></p>
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<ol>
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<li><p>Remplissage du cœur, pour savoir s’il reste une chaleur
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résiduelle à évacuer. Ce point est très lié au point 1, puisqu’il s’agit
|
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de savoir quels sont les besoins en refroidissement pour le circuit
|
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primaire. Il serait pertinent de vider les cœurs de leurs assemblages,
|
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|
ainsi que les piscines, pour éviter tout risque radiologique. C’est
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évidemment très compliqué dans un contexte de guerre. Surtout que cela
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représente un volume de combustible très important, et une logistique
|
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complexe. Et certains assemblages sont trop chauds pour être évacués.
|
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|
D’ailleurs, si vous connaissez bien l’accident de Fukushima-Daiichi,
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|
vous pouvez rétorquer que le réacteur 4 avait pourtant un cœur vide, et
|
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|
a explosé malgré tout. Mais c’est parce que l’hydrogène du réacteur 3
|
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|
s’est infiltré dans le 4 via une conduite commune.</p></li>
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|||
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<li><p>Remplissage des piscines du combustible usé, pour évaluer quel
|
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|
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est le besoin énergétique pour le refroidissement de la piscine. (<a
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|
href="https://theconversation.com/cold-shutdown-reduces-risk-of-disaster-at-zaporizhzhia-nuclear-plant-but-combat-around-spent-fuel-still-poses-a-threat-190516">Article
|
|||
|
|
à ce propos</a>). C’est un point souvent négligé, voire oublié. Or les
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|
|
matières radioactives du bâtiment combustible ont elles aussi besoin
|
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|
|
d’être refroidies après un cycle dans le cœur, les produits de fission
|
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dégagent encore une chaleur résiduelle qu’il faut évacuer, sous peine
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|
d’évaporer l’eau des piscines, ce qui mènerait à une fusion des
|
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|
|
assemblages combustibles. A Fukushima-Daiichi, il y avait 1300
|
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|
assemblages dans la piscine (environ 3 cœurs) du réacteur n°4. Or
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|
l’enceinte de confinement, qui contient le bâtiment combustible, était
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endommagée. Et une fusion de ces assemblages aurait incontestablement
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mené à un dégagement très important de radionucléides dans
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l’environnement. Un <a
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href="https://laradioactivite.com/energie_nucleaire/fukushima_piscines">article</a>
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qui détaille la situation à Fukushima. Ces évènements ont mené à la
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création de la Force d’Action Rapide Nucléaire (FARN), pour assurer des
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appoints en eau, air et en électricité (elle a d’autres rôles détaillés
|
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<a
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href="https://www.irsn.fr/sites/default/files/documents/connaissances/nucleaire_et_societe/expertise-pluraliste/irsn-anccli/4_presentation_FARN_P-Renoux_19juin2013.pdf">ici</a>
|
|||
|
|
). Quelle est la situation des piscines de la ZNPP? Il semblerait qu’il
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y ait près de 3400 assemblages combustibles entreposés sur site (<a
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href="https://www.reuters.com/world/europe/vast-nuclear-plant-eye-war-ukraine-2022-08-08/">article
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de Reuters</a>). C’est beaucoup, et une perte d’eau de refroidissement
|
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|
des piscines pourrait mener à des rejets importants.</p></li>
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</ol>
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<blockquote>
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<p>« Selon une communication de l’Ukraine à l’AIEA en 2017, il y avait 3
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354 assemblages de combustible usé dans l’installation de combustible
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usé sec et environ 1 984 assemblages de combustible usé dans les
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piscines. »</p>
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</blockquote>
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<p>J’ajoute qu’il y a également des stockages «à sec» sur le site, on ne
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le fait pas en France, mais ailleurs dans le monde cela est pratiqué.
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L’avantage de ces conteneurs est l’absence de besoin en refroidissement
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par eau (pas besoin de pompe ni d’eau). En revanche, une explosion qui
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viendrait endommager pourrait conduire à des rejets de radionucléides.
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Je ne connais pas la résistance de ces conteneurs, je ne prononcerai pas
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sur leur comportement à proximité d’explosion. En revanche la nature des
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déchets nucléaires stockés à l’intérieur permet d’estimer qu’une
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explosion causerait une dispersion sur un rayon limité, une centaine de
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mètre environ d’après Olivier Dubois adjoint du directeur de l’expertise
|
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|
de sûreté de l’IRSN, dans cette <a
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href="https://www.youtube.com/watch?v=DOCx3dBHX5w&t=19s&ab_channel=L'Express">vidéo</a>
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de l’Express. Toujours depuis Fukushima, le site de ZNPP dispose d’une
|
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|
pompe thermique mobile autonome (<a
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href="https://www.irsn.fr/actualites/ukraine-dispositions-prevues-cas-perte-totale-alimentations-electriques-externes">autonomie
|
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de 3 jours</a>), montée sur un camion, assurant un appoint en eau dans
|
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|
|
la piscine combustible pour compenser les pertes d’eau par vaporisation.
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|
Ci-dessous, l’intervention qui a «inspiré» les ingénieurs en sûreté
|
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|
nucléaire pour cette solution d’appoint pour la piscine. C’était à
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|
|
Fukushima, sur l’unité n°4, pour les piscines combustibles.</p>
|
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<p><img
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src="https://miro.medium.com/v2/resize:fit:500/1*NDjZ0EONbc6QbikN0Su4MA.jpeg" /></p>
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|||
|
|
<p>Remettre de l’eau dans les piscines grâce aux lances des pompiers,
|
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|
|
assez original comme système de refroidissement, mais dans ce genre de
|
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situation, on fait avec ce qu’on peut.</p>
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<ol>
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|
|
<li>Intégrité du circuit primaire et du bâtiment réacteur, pour prévoir
|
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|
d’éventuels rejets extérieurs. On peut imaginer un endommagement du
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|
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bâtiment réacteur par des missiles (ils va en falloir des costauds),
|
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|
|
est-ce problématique ? Oui, en situation accidentelle, car cet impact
|
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|
|
pourrait fragiliser la structure. Maintenant si on imagine (scénario
|
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|
très improbable) que le missile arrive à traverser l’enceinte du BR,
|
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|
alors il faut voir quel est l’état des pièces à l’intérieur. On parle
|
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|
|
d’un missile capable de transpercer 2.4m de béton armé, disposer d’une
|
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|
|
telle <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Bunker_buster">arme</a> est
|
|||
|
|
peu courant. Il faut vraiment le faire exprès. On peut aussi dire que
|
|||
|
|
étant donné la taille des BR, il est peu probable d’endommager toutes
|
|||
|
|
les structures de sauvegarde, et l’avantage du VVER-1000 est qu’il
|
|||
|
|
présente une triple redondance des systèmes de sauvegarde (comme l’EPR),
|
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|
|
on peut donc imaginer un scénario où on aurait 2 systèmes de sauvegarde
|
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|
indisponibles, le dernier prendrait alors le relai.</li>
|
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|
|
</ol>
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|||
|
|
<p><img
|
|||
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|
src="https://miro.medium.com/v2/resize:fit:700/1*eRktyRKxSxC2U71zmUkGqA.jpeg" /></p>
|
|||
|
|
<p>Enceinte du bâtiment réacteur n°4 après une frappe, novembre 2022 (<a
|
|||
|
|
href="https://en.wikipedia.org/wiki/Zaporizhzhia_Nuclear_Power_Plant#/media/File:ZNPP_unit_4_reactor_building_shell_damage.jpg">Wikipedia</a>)</p>
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|||
|
|
<p>Il est également important de préciser que les <a
|
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|
href="https://snriu.gov.ua/en/news/russian-occupants-located-military-equipment-and-explosives-in-the-turbine-room-of-znpp-unit-4">Russes
|
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|
ont stocké du matériel militaire dans le bâtiment de la turbine</a>
|
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|
|
(circuit secondaire, sans risque radiologique). Ce sont des explosifs de
|
|||
|
|
combat, pas des anti-bunkers, une explosion dans cette zone causerait
|
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|
|
des dégâts irréversibles au secondaire, mais le risque radiologique
|
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|
|
serait très faible. Et l’endommagement du bâtiment réacteur serait très
|
|||
|
|
limité également.</p>
|
|||
|
|
<p><img
|
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|
|
src="https://miro.medium.com/v2/resize:fit:700/0*XlRV4AjiiIH_9PK1.jpg" /></p>
|
|||
|
|
<p>Le bâtiment secondaire est séparé du BR, et n’est pas renforcé en
|
|||
|
|
béton armé.</p>
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<h2 id="les-stress-tests-sur-les-vver">Les “stress tests” sur les
|
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|
|
VVER</h2>
|
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<p>Il est également important de préciser que la sûreté s’améliore avec
|
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|
|
le temps, et la centrale nucléaire de Zaporijia ne fait pas exception.
|
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|
Pour les plus curieux, vous trouverez la liste des “stress test”
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|
|
auxquels elle a été soumise (<a
|
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href="https://www.ensreg.eu/sites/default/files/attachments/stress_test_nacp_ukraine_2021.pdf">ВСТУП</a>).
|
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|
|
C’est le retour d’expérience des trois précédents accidents nucléaires
|
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|
|
(Three Miles Island, Tchernobyl et Fukushima-Daichii) qui est utilisé
|
|||
|
|
principalement pour déterminer ces résistances.</p>
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<h1 id="les-besoins-actuels-des-réacteurs-de-zaporijia">Les besoins
|
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|
actuels des réacteurs de Zaporijia</h1>
|
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<p>Le besoin principal qui focalise l’attention de tous les techniciens
|
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et ingénieurs sur place est l’alimentation électrique externe. C’est le
|
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|
|
point d’intérêt de l’AIEA le plus critique. Dans son <a
|
|||
|
|
href="https://www.irsn.fr/actualites/ukraine-situation-centrale-zaporizhzhya-15-mai-2023">point
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de situation</a> du 15/05/2023 l’IRSN explique :</p>
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<blockquote>
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<p>« Une seule ligne d’alimentation électrique de 750 kV est
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actuellement opérante pour assurer le fonctionnement des systèmes de
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refroidissement des assemblages combustibles. En cas de défaillance de
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cette alimentation électrique, 20 groupes électrogènes de secours sont
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disponibles pour prendre le relai et assurer l’alimentation électrique
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de la centrale. »</p>
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</blockquote>
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<p>La centrale possède 4 lignes d’alimentation externe de 750kV, d’après
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les informations disponibles à l’heure actuelle, une seule fonctionne
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parfaitement. Concernant les groupes électrogènes de secours, la ZNPP a
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besoin de personnel pour la maintenance, de pièces détachées, et
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évidemment, de combustible pour les alimenter. Précisons également que
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l’approvisionnement en combustible serait plus aisé par l’ouest, la zone
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étant sous contrôle ukrainien, mais le site demeure encore sous contrôle
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russe.</p>
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<p><a
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href="https://miro.medium.com/v2/resize:fit:700/0*3Y6Lp42vHwGOoOcs">https://miro.medium.com/v2/resize:fit:700/0*3Y6Lp42vHwGOoOcs</a></p>
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<p><a href="https://twitter.com/War_Mapper">Situation au
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31/05/2023</a></p>
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<p>La centrale a également besoin d’une source froide pour évacuer la
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puissance résiduelle, la <a
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href="https://twitter.com/Podolyak_M/status/1665954154567593984">récente
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attaque</a> du barrage de Kakhovka montre que la source froide
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habituelle est menacée, le niveau d’eau baisse d’environ 5cm par heure.
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Le site de Zaporijia est conçu en temps normal pour utiliser le
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réservoir “cooling pond” comme réservoir tampon pour s’affranchir des
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variations de débit du fleuve Dniepr. Les réacteurs étant à l’arrêt on
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utilise un système d’évacuation de la chaleur par air, où l’eau est
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projetée via des “sprinklers”. Il faut compenser cette perte d’eau par
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évaporation par un appoint en eau, et cet appoint en eau peut suffire
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quelques semaines selon l’IRSN (<a
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href="https://www.irsn.fr/actualites/ukraine-consequences-lendommagement-barrage-kakhovka-sur-centrale-nucleaire-zaporizhzhya">point
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de situation du 7 juin 2023</a>), voire mois selon l’AIEA (<a
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href="https://twitter.com/rafaelmgrossi/status/1666009625869549574">Déclaration
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du directeur général de l’AIEA</a>).</p>
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<p><img
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src="https://miro.medium.com/v2/resize:fit:700/1*nXE-nC_qjOUxvBrAg6byfw.png" /></p>
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<h2 id="quelle-temporalité">Quelle temporalité ?</h2>
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<ul>
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<li>Les lignes haute tension peuvent être réparées en une dizaine
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d’heures (retour d’expérience depuis le début de la guerre).</li>
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<li>Les réacteurs en arrêt à froid comme en arrêt à chaud étant à
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l’arrêt d’un point de vue neutronique, la chaleur résiduelle et la
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température du primaire sont les deux paramètres à surveiller. Le
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réacteur n°5, en AAC a besoin de plus de refroidissement, sous peine de
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voir la température de son primaire monter, donc sa pression, jusqu’à un
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seuil hors des limites usuelles d’exploitation du cœur.</li>
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<li>Les générateurs diesel de secours permettent de tenir environ 15
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jours avec les besoins actuels du site, limite en terme de combustible.
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Les générateurs ne sont pas conçus pour fonctionner plusieurs semaines
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non plus, il y aura des maintenance à réaliser. (S<a
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href="https://world-nuclear-news.org/Articles/Emergency-generators-in-use-as-Zaporizhzhia-loses">ource</a>)</li>
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<li>La fusion du cœur pourrait ensuite intervenir sous 10 jours à
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compter de l’arrêt de tous les générateurs diesel de secours (<a
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href="https://www.irsn.fr/actualites/ukraine-situation-centrale-zaporizhzhya-15-mai-2023">Source</a>)</li>
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<li>Cela laisse donc 25 jours maximum pour anticiper la situation.
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Sachant que la situation commencera à se dégrader dès le 15e jour (faute
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d’approvisionnement suffisant en carburant), où les groupes électrogènes
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de secours seront à sec. C’est donc en réalité moins. Mais ce délai est
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bienvenu malgré tout, il permet une éventuelle intervention d’urgence.
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Le temps est le pire ennemi quand on a un réacteur en arrêt chaud. Pour
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prendre un cas similaire, ce qui s’est passé à Fukushima peut se résumer
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assez simplement, l’arrêt automatique réacteur qui a immédiatement suivi
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la détection du séisme s’est déroulé comme il le fallait, le problème a
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été d’évacuer la puissance résiduelle. Les opérateurs n’ont pas réussi
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cette mission.</li>
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<li>Passé ce délai, une fusion du cœur des réacteurs est possible, sur 6
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réacteurs en simultané. Ces fusions mèneraient incontestablement à des
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rejets massifs. La présence de recombineur à hydrogène passifs (qui
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n’ont pas besoin d’électricité) est plutôt rassurante pour éviter un
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endommagement de la troisième barrière (ce qui n’était pas le cas à
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Fukushima).</li>
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<li>Quelques temps après la fusion des cœurs de réacteurs va aussi se
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poser la question des piscines de combustible usé. Elles ont aussi
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besoin d’être refroidies.</li>
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<li>Le VVER-1000 ne dispose pas d’un récupérateur à corium contrairement
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au VVER-1200 (critère de sûreté de la 3e génération, comme sur l’EPR),
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ce qui rend le risque de contamination externe plus important. Au delà
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d’évacuer le corium dans un endroit pour le refroidir, l’intérêt du
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<em>core catcher</em> est d’éviter l’ explosion de vapeur (forte chaleur
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et eau liquide…), donc cela participe à une préservation de la structure
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du BR.</li>
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</ul>
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<p>Un besoin essentiel est également celui d’avoir du personnel qualifié
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sur place, et le contexte de guerre n’aide pas. Une centrale sûre sans
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humains n’existe pas, et le stress constant auquel sont soumises les
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équipes ne favorise pas un environnement sain pour travailler dans une
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centrale nucléaire.</p>
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<p>Ce délai de 25 jours (grand maximum) est crucial, car si les
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autorités mondiales savent, grâce aux informations de l’AIEA, que la
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centrale de Zaporijjia a absolument besoin d’électricité, cela laisse du
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temps pour réfléchir à un plan d’action urgent. Et donc toute forme
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d’opposition à une aide technique internationale serait considérée comme
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criminelle. D’autant que les alimentations électriques ont toujours été
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réparées, au prix de nombreuses vies, dans des délais records.</p>
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<h2 id="quels-rejets">Quels rejets ?</h2>
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<p>Les réacteurs étant tous à l’arrêt, la décroissance radioactive a
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fait son effet sur le combustible. La décroissance radioactive est un
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phénomène naturel qui caractérise la baisse du nombre de noyaux
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instables dans un échantillon de matière. L’IRSN explique :</p>
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<blockquote>
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<p>« Compte tenu des délais importants depuis l’arrêt du dernier
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réacteur, les rejets en iode notamment, bien qu’importants, seraient
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bien plus faibles que pour un réacteur en fonctionnement, du fait de la
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décroissance radioactive. La fusion du combustible entreposé dans la
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piscine, située dans l’enceinte de confinement du réacteur,
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interviendrait ensuite, entraînant des rejets supplémentaires. »</p>
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</blockquote>
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<p>Pour comprendre de phénomène de décroissance, une courbe sur
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l’accident de Fukushima. On voit qu’il suffit d’une quarantaine de jours
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à l’Iode-131 pour diviser son activité par 10, ce qui est la situation
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des cinq réacteurs de ZNPP en arrêt à froid. Donc si un accident devait
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se produire sur un des réacteurs en arrêt à froid, les comprimés d’iode
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distribués en cas d’accident ne serviraient strictement à rien.</p>
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<p><img
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src="https://miro.medium.com/v2/resize:fit:500/1*rWPD0bnchgenFflQWBStVw.jpeg" /></p>
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<p><a
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href="https://laradioactivite.com/le-phenomene/liode131">L’Iode-131 —
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laradioactivite.com</a></p>
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<p>Il est impossible (à l’heure actuelle) de faire une modélisation
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fidèle à la réalité, des rejets de radionucléides, cela dépend de la
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sévérité de l’accident, de la durée des rejets et de la météo (selon les
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vents dominants et les pluies).</p>
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<p>Panache radioactif de Tchernobyl.</p>
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<p>Il existe une <a
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href="https://www.pravda.com.ua/eng/news/2022/08/18/7363806/">modélisation</a>
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déjà assez ancienne, elle est intéressante pour expliquer la dispersion
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du nuage, mais c’est simplement pour donner une idée. Maintenant, si la
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situation devait empirer, une modélisation des rejets sera établie par
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les experts en peu de temps, sur la base des informations
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météorologiques disponibles.</p>
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<h1 id="conclusion">Conclusion</h1>
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<p>Ce ne sont pas les tirs de missiles sur le bâtiment réacteur qu’il
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faut craindre, mais la perte totale d’alimentation électrique externe.
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Les explosifs sont bien plus susceptibles de venir endommager les
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conteneurs de déchets radioactifs secs et les piscines combustibles. La
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situation est stable tant que cette ligne de 750kV est connectée aux 6
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réacteurs, et les diesels de secours sont prêts à prendre le relai, à
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condition d’avoir un approvisionnement suffisant en carburant, et ce
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n’est pas une solution durable sur le temps long.</p>
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<p>La situation est unique, mais n’a rien d’un accident nucléaire, cela
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dépend de beaucoup de facteurs encore incertains. Depuis 15 mois la
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centrale est au cœur d’un conflit intense et les équipes sur place ont
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toujours maitrisé les situations incidentelles en des temps records.</p>
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<p>De plus, la présence permanente d’équipes de l’AIEA sur place permet
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d’avoir des informations fiables en temps réel, et ces informations sont
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|
communiquées à l’ensemble des experts techniques de la sûreté nucléaire
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du monde entier. Ces informations sont précieuses.</p>
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|
<p>Quelques derniers rappels avant de terminer :</p>
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<ul>
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<li>Utiliser une centrale nucléaire pour stocker des armes est
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irresponsable, s’en servir de bouclier l’est tout autant.</li>
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<li>Une centrale nucléaire n’est pas ni une cible, ni une arme. Se
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|
|
référer à <a
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href="https://www.ohchr.org/fr/instruments-mechanisms/instruments/protocol-additional-geneva-conventions-12-august-1949-and">l’article
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56 du protocole additionnel aux Conventions de Genève du 12 août 1949
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|
relatif à la protection des victimes des conflits armés internationaux
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(Protocole I)</a> : «Les ouvrages d’art ou installations contenant des
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forces dangereuses, à savoir les barrages, les digues et les centrales
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|
nucléaires de production d’énergie électrique, ne seront pas l’objet
|
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|
|
d’attaques, même s’ils constituent des objectifs militaires».</li>
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<li>Dans un conflit armé, l’ennemi vise d’abord le réseau, bien plus
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simple à détruire car plus fragile. Prendre le contrôle du site de
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Zaporijia est stratégique pour déstabiliser l’Ukraine. C’est en tant
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|
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qu’installation électrique de grande puissance que cette centrale fait
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l’objet de tant d’attention, pas en tant qu’objet nucléaire. Un article
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|
|
à ce propos. <a
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href="https://geopoliticalfutures.com/ukraines-vulnerable-power-grid/">Ukraine’s
|
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|
Vulnerable Power Grid — Geopolitical Futures</a>.</li>
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<li>C’était assez exhaustif, à dessein, je ne peux pas faire à la fois
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trop technique et accessible, il faut nécessairement trouver un juste
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milieu.</li>
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</ul>
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<p>Je tiens à conclure cet article en rendant hommage aux travailleurs
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et travailleuses du site de Zaporijia, qui ont pour beaucoup déjà
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sacrifié leur vie pour rétablir cette liaison électrique, ils se battent
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|
au quotidien pour protéger l’Europe.</p>
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<p><img
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src="https://miro.medium.com/v2/resize:fit:700/1*fxm46ADoTLqfpafYBLDC-A.jpeg" /></p>
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<p>Publié en Juin 2023.</p>
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</body>
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</html>
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