Fukushima : état des lieux et perspectives en 2014

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    01-Nov-2014

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Le 11 mars 2011, un tsunami dampleur exceptionnelle, provoqu par un sisme de forte intensit, dvastait la cte nord est de Honshu, la grande le du Japon, sur plusieurs centaines de kilomtres. La conjugaison de ces deux cataclysmes faisait 18 000 victimes et provoquait sur la centrale nuclaire ctire de Fukushima Daiichi un accident majeur. La SFEN et la RGN en ont trs largement trait. Trois ans aprs lvnement nous revenons une nouvelle fois sur le sujet et proposons ci-aprs, en 10 questions/rponses, une synthse actualise de ltat des lieux et des perspectives dvolution de la situation sur le site de la centrale et dans les zones contamines, vacues ou non.

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  • 1. RGN N 1 Janvier-Fvrier 201484 Un document de synthse de la Socit Franaise dEnergie Nuclaire FUKUSHIMA 2014 : tat des lieux et perspectives En 10 questions Le 11 mars 2011, un tsunami dampleur excep- tionnelle, provoqu par un sisme de forte inten- sit, dvastait la cte nord est de Honshu, la grande le du Japon, sur plusieurs centaines de kilomtres. La conjugaison de ces deux cata- clysmes faisait 18 000 victimes et provoquait sur la centrale nuclaire ctire de Fukushima Daiichi un accident majeur. La SFEN et la RGN en ont trs largement trait. Trois ans aprs lvnement nous revenons une nouvelle fois sur le sujet et proposons ci-aprs, en 10 questions/ rponses, une synthse actualise de ltat des lieux et des perspectives dvolution de la situa- tion sur le site de la centrale et dans les zones contamines, vacues ou non. Concernant laccident en lui-mme et lenchai- nement des squences il se confirme que les racteurs ont correctement ragi au sisme, en se mettant en arrt automatique. Cest le tsunami qui a t lvnement initiateur de lac- cident, noyant le site et coupant brutalement lalimentation de la centrale en eau et en lectri- cit. Cette dgradation subite et singulire a t la base des rflexions et des actions conduites par les pays nuclaires et notamment la France pour rviser leur dmarche de sret et mettre en uvre des moyens renforcs pour faire face de telles situations exceptionnelles. Le site, entr maintenant dans une longue phase dassainissement, a rduit des niveaux trs faibles ses rejets atmosphriques mais continue de produire de grandes quantits deau contamine du fait de son utilisation pour le refroidissement des racteurs. Cest l un des problmes que doit grer Tepco, mme si les eaux contamines atteignant les rivages ne provoquent quune contamination rduite de locan. Un des autres grands problmes grer et surmonter est bien sr celui de la dcontamina- tion des territoires. Un gigantesque effort est accompli en ce sens, et qui commence porter ses fruits : en effet pour la premire fois lordre dvacuation a t lev sur une commune situe dans la zone dexclusion des 20 km : compter du mois davril, les habitants de Tamura sont autoriss rentrer chez eux. Cest le dbut dun processus de retour qui gagnera en ampleur dans la prochaine priode mais que les autorits nen- tendent pas prcipiter. Ce nest pas parce que les oprations de dcon- tamination sont longues et difficiles que lon doit en dduire que les habitants de la rgion ont t fortement contamins par les rejets radioactifs de la centrale. En fait les doses absorbes par ces populations ont t faibles comme la montr ltude de rfrence prsente par lOMS en 2013 et comme le confirment toutes les autres enqutes publies sur le sujet et notamment celle de lUniversit de Kyoto qui vient dtre rendue publique fin fvrier 2014. La consquence de cette dosimtrie rduite est que limpact sanitaire de laccident est estim comme devant tre trs limit. Cest probablement une des raisons qui expli- quent que le programme lectronuclaire nest pas frapp dostracisme par lopinion publique japonaise et que le gouvernement de M. Abe prsente le nuclaire dans le Basic Energy Plan rendu public le 24 fvrier 2014 comme devant tre une des nergies de base du pays. Il est vraisemblable que plusieurs racteurs seront redmarrs dans les mois qui viennent, ce qui mettra fin la priode de 3 ans durant laquelle toutes les centrales nuclaires du pays ont t arrtes. F.S. La SFEN remercie vivement son groupe dexperts et tout particulirement Bertrand Barr et Jean-Pierre Pervs pour leur contribution llaboration de ce document. Nos remerciements vont aussi Christophe Xerri Conseiller nuclaire de lAmbassade de France au Japon et Thibault Clment, Assistant, pour les infor- mations apportes. Infographie : Boris Le Ngoc ; coordination : Francis Sorin. Fukushima
  • 2. RGN N 1 Janvier-Fvrier 2014 85 1. A-t-on progress dans lanalyse et la comprhension de laccident ? Rien n'est venu remettre en cause linterprtation gnrale de laccident que nous prsentons de faon synthtique ci-aprs. L'analyse se poursuit cependant pour prciser dans le dtail lenchainement des squences accidentelles dans chacune des tranches 1, 2 et 3. C'est ainsi, notam- ment, que la situation du corium du racteur 3 est dsormais considre comme plus dtriore qu'on ne le pensait avant fin 2013. Dans lensemble il se confirme que les racteurs ont correctement ragi au sisme en se mettant en arrt automatique et que lvnement initiateur de laccident a t le tsunami de forte ampleur qui a dvast le site, inter- rompant lalimentation de la centrale en eau et en lectricit. Ds le premier mois qui l'a suivi, les principales causes de l'accident de Fukushima Daiichi ont t clairement identifies : Le grand sisme de Tohuku a provoqu l'arrt automatique des trois racteurs en marche sur le site (tranches 1, 2 et 3) et provoqu la rupture des lignes haute tension qui raccor- daient la centrale au rseau lectrique japonais. Les 13 diesels de secours ont pris le relais, comme prvu, pour assurer la continuit du refroidissement des six racteurs du site. Environ trois quarts d'heures plus tard, les vagues succes- sives du tsunami, dont la plus haute atteignait 14 mtres, ont envahi le site, provoquant l'inondation des diesels (sauf un), des tableaux lectriques et des batteries de secours, la destruction des rservoirs de fuel et l'obstruction plus ou moins complte des prises d'eau de refroidissement. Le seul diesel survivant a permis de maintenir le refroidissement des tranches 5 et 6, larrt et situes plus haut que les autres par rapport au niveau de la mer. Le cur du racteur 4 avait t dcharg dans la piscine pour des oprations de main- tenance planifies. Prives d'alimentation lectrique normale et de secours, les tranches 1, 2 et 3 n'ont plus t en mesure d'vacuer la puissance rsiduelle de leurs curs (celle que continuent dgager en se dsintgrant les produits radioactifs, aprs l'arrt de la raction en chane) et leur combustible a surchauff. D'abord, les gaines ont ragi avec la vapeur d'eau pour produire de grandes quantits d'hydrogne, puis le combustible lui-mme a fondu. L'hydrogne a diffus jusqu'au sommet des btiments des racteurs 1, 3 et 4, provoquant des explosions trs destructrices. Le cur du racteur 1 a probablement fondu en totalit, et le corium a travers le fond de cuve pour s'taler sur le radier en bton l'intrieur de l'enceinte de confinement (qui, dans les racteurs eau bouillante, est une structure diffrente du btiment racteur lui-mme). Le corium du racteur 2 est probablement rest dans la cuve, et la situa- tion du racteur 3 est intermdiaire entre les deux. Comme la cuve du racteur 4 tait vide, lexplosion dhy- drogne a dabord fait croire que la piscine avait perdu son eau et que son combustible s'tait dgrad comme celui des curs 1 3, mais on a pu constater en mai 2011 que celui-ci tait intact : l'hydrogne qui a explos en haut de la tranche 4 provenait en fait du racteur 3, les deux tranches partageant la mme chemine d'vacuation. 2. O en sont les amnagements de sret engags en France la lumire des enseignements tirs de laccident ? En janvier 2012, l'ASN avait estim que l'tat des Installations Nuclaires de Base franaises (INB) ne justifiait pas leur arrt mais qu'il tait ncessaire de procder aussi rapidement que raisonnablement possible aux renforce- ments proposs dans le cadre des rflexions de sret post-Fukushima. Ces rflexions avaient t engages durant l't 2011 dans le cadre commun europen des stress tests1 qui a vu les oprateurs franais d'installations nuclaires de base (INB), EDF, AREVA et le CEA, procder des Evaluations Complmentaires de Sret (ECS). Ces ECS ont conduit les oprateurs proposer l'autorit de sret (ASN) des mesures de renforcement de la robustesse de leurs installa- tions face des agressions plus violentes que celles qui avaient t prises en compte lors de la conception de celles- ci, ainsi que des mesures d'amlioration de la gestion d'un accident, aux plans local et national. Envisager des hypothses extrmes En consquence, comme aprs les accidents de Three Mile Island en 1979 et de Tchernobyl en 1986, la doctrine de sret franaise a t rvise avec prise en compte de marges de protection supplmentaires contre les agressions possibles (sismes, inondations par exemple), mais plus encore en dcidant de faire lhypothse d une fusion de tous les curs des racteurs dun site, -mme sans avoir pu identifier un scnario raliste2 conduisant un tel accident - et en considrant que dans cette circonstance il ne devait pas y avoir de contamination durable des territoires voisins. Noyau dur En ce qui concerne les centrales d'EDF, la principale mesure de renforcement de leur robustesse est l'identification d'un noyau dur de systmes qui doivent tre protgs beaucoup plus que le reste de l'installation car leur survie empcherait un accident de devenir grave, c'est--dire d'avoir des consquences au-del du site. Il s'agit surtout de scuriser l'alimentation des racteurs en eau et en lectricit, quelle que soit l'agression considre. La FARN, Force dAction Rapide Nuclaire En matire de gestion des crises, la grande nouveaut propose par EDF est la constitution d'une Force d'Action Rapide Nuclaire, la FARN, compose de professionnels mobilisables rapidement et quips de moyens d'interven- tion et de transport leur permettant d'intervenir sur tout le territoire franais en moins de 24 heures, en soutien, puis ,si ncessaire, en substitution, aux oprateurs devant faire face un accident. 1 En fait les demandes de lASN EDF dpassaient un peu le cadre strict des stress tests, notamment en matire de maintenance 2 Laccident de Fukushima correspondait un scnario raliste puisque la possibilit dun tsunami de grande ampleur avait t identifie mais non prise en compte lors de rvaluations de sret de la centrale, postrieurement sa construction
  • 3. RGN N 1 Janvier-Fvrier 201486 La FARN est dj largement constitue, et les diffrents lments des noyaux durs sont en cours d'installation, par phases successives : 2012-2015 : couvrir court terme des situations de pertes eau et lectricit plus svres quaujourdhui (multi- tranches, longue dure), par des moyens de crise et des moyens provisoires de conception 2016-2019 : couvrir moyen terme des situations de pertes eau et lectricit plus svres quaujourdhui, par des moyens de conception dfinitifs (Elments du Noyau Dur) 2020-2023 : filet ultime noyau dur permettant, dans les situations dterministes les plus extrmes trs au-del des rfrentiels, dviter des rejets massifs et durables. 3. O en est la situation sur le site ? Un travail considrable a t accompli en trois ans : Dblaiement pour accs aux btiments, rtablissement du refroidissement des curs et piscines, rehausse de la digue anti-tsunami, dcontamination des eaux3, scurisation de la piscine du racteur 4, couverture des racteurs 1 et 4, dbut d'va- cuation des combustibles entre- poss dans la piscine 4, cartographie des zones les plus radioactives, envoi de sondes pour diagnostiquer ltat rel des enceintes de confinement, etc. Plusieurs mesures complmen- taires sont dveloppes pour permettre le dtournement des eaux souterraines qui pntrent dans le sous-sol des btiments, en particu- lier un by-pass (pompage en amont) qui est oprationnel et des premiers essais de gel du sous-sol qui sont en cours. Quoique pratiquement intacts, les racteurs 5 et 6 ont t mis l'arrt dfinitif. Il y aura encore de nombreuses annes de travail avant le dmantlement dfinitif des racteurs accidents, mais le calendrier initial est presque respect. 4 - Le site rejette-t-il encore de la radio- activit vers lextrieur, territoires et ocan ? Les rejets atmosphriques sont dsormais trs faibles, les enceintes de confinement ayant t restaures (3 racteurs) ou tant proches de ltre (un racteur) et les curs de racteurs tant dsormais bien rfrigrs. Les rejets vers le milieu marin, bien que trs diminus, restent proccupants et dcision a t prise de tenter de rendre tanche la totalit du sous-sol des 4 installations accidentes. La gestion de volumes trs importants de liquides contamins pourrait tre rsolue avec la mise en service en 2013 dinstallations de traitement permettant de porter la puret des eaux traites un niveau tel quelles puissent tre rejetes dans locan sans aucune consquence dommageable. Rappelons que lenvironnement de Fukushima a t touch par des missions radioactives vers latmosphre, les racteurs ayant perdu leurs installations de ventilation et de filtration des missions gazeuses, et par des fuites deau contamine vers le sous-sol et la mer en raison de la dispersion des eaux de rfrigration des curs vers les sous-sols des btiments turbine. Rejets atmosphriques trs faibles Les rejets atmosphriques sont largement maitriss, dune part parce que la temprature des coriums4 est maintenant infrieure 50 C et que ceux-ci sont stabiliss, et dautre part parce que de nouvelles enceintes de confinement venti- les enferment les racteurs 1 et 4, une troisime tant en cours de montage pour le racteur 3 (le racteur 2 a conserv son enceinte de confinement). Les rejets sont trs faibles et dsormais sans consquences notable sur lenvi- ronnement de la centrale. Rejets liquides contamins La production deau fortement contamine reste impor- tante. En effet, comme le montre le schma simplifi ci- dessous, leau injecte pour refroidir le corium est mlange de leau qui provient des eaux souterraines (en bleu : le niveau deau dans les racteurs est maintenu plus bas que celui de la nappe phratique pour limiter la pollution de celle-ci) et aux eaux pluviales. Leau se rpand dans toutes les parties basses de linstallation et une partie fuit vers la nappe souterraine (en rouge) et vers la mer. Contamination faible de leau de mer La contamination de leau de mer, hors la zone portuaire de la centrale, est trs faible car le principal contaminant, le csium, se dpose avec les matires en suspension. Il en rsulte essentiellement une contamination supplmentaire des sdiments marins le long de la cte proximit de la centrale. Il faut galement noter que les rivires locales vhiculent vers la cte des sdiments entrains par les prcipitations. Fukushima 3 Dabord, limination du csium puis, dans un deuxime temps, des autres lments radioactifs sauf le tritium. 4 Le corium est une sorte de lave qui rsulte de la fusion de tout ce qui se trouvait dans la cuve : c'est un mlange du combustible nuclaire, du zircaloy (gaine des crayons combustible), dacier des structures mtalliques de supportage du cur et de la cuve et mme de bton dissout dans le mlange Fig. 1 Nouvelles enceintes de confinement en cours de montage Racteur N1 : termin en octobre 2012 Piscine racteur N4 : termin en octobre 2013
  • 4. RGN N 1 Janvier-Fvrier 2014 87 Traitement et stockage...

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