Nucléaire: accidents graves des réacteurs à eau de production d’électricité. Publication de l’IRSN, 12/2008. .pdf 53 pages

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Sommaire

1/ Introduction
2/ Définition d’un accident grave
3/ Physique de la fusion du coeur et phénomènes associés
4/ Modes de défaillance de l’enceinte de confinement
5/ L’approche retenue pour les REP actuels en exploitation
6/ L’approche retenue pour le réacteur EPR
7/ Conclusions

Introduction

Ce document présente les grandes lignes des connaissances actuelles sur les accidents graves des Réacteurs à Eau sous Pression (REP).

Tout d’abord, le document expose la physique de la fusion du coeur d’un REP et les modes de défaillance possibles de l’enceinte de confinement dans un tel cas. Ensuite, il présente les dispositions mises en place à l’égard de tels accidents en France, en particulier l’approche pragmatique qui prévaut pour les réacteurs déjà construits .

Enfin, le document aborde le cas du réacteur EPR, pour lequel le dimensionnement tient compte explicitement des accidents graves : il s’agit alors d’objectifs de conception et leur respect doit faire l’objet d’une démonstration rigoureuse, en tenant compte des incertitudes.

Définition d’un accident grave

Un accident grave est un accident dans lequel le combustible du réacteur est significativement dégradé par une fusion plus ou moins complète du coeur. Cette fusion est la conséquence d’une élévation importante de la température des matériaux composant le coeur, elle-même résultant d’une absence prolongée de refroidissement du coeur par le fluide caloporteur. Cette défaillance ne peut survenir qu’à la suite d’un grand nombre de dysfonctionnements, ce qui rend sa probabilité très faible (en ordre de grandeur, 10-5 par réacteur et par an).
– Pour les centrales existantes, si la dégradation du coeur ne peut pas être stoppée par injection d’eau avant la percée de la cuve (renoyage du coeur), l’accident peut conduire, à terme, à la perte de l’intégrité du confinement et à des relâchements importants de produits radioactifs dans l’environnement.
– Pour le réacteur EPR (European Pressurized water Reactor), des objectifs de sûreté ambitieux ont été fixés ; ils prévoient une réduction significative des rejets radioactifs pouvant résulter de toutes les situations d’accident concevables, y compris les accidents avec fusion du coeur. Ces objectifs sont les suivants :
– « élimination pratique » des accidents pouvant conduire à des rejets précoces importants ;
– limitation des conséquences des accidents avec fusion du coeur à basse pression.

(…)

Conclusions

En 1979, l’accident de fusion du coeur de la tranche 2 de la centrale de Three Mile Island aux Etats-Unis a mis en évidence que des cumuls de défaillances étaient susceptibles de conduire à un accident grave.

Les rejets dans l’environnement provoqués par cet accident ont été très faibles grâce au retour du refroidissement du coeur et au maintien de l’intégrité de la cuve. Pourtant, pendant plusieurs jours, les responsables de la centrale et les autorités locales et fédérales se sont demandé comment les choses étaient susceptibles d’évoluer et s’il fallait évacuer des populations.

Cet accident a marqué un tournant dans l’étude des accidents graves.

Pour les REP en exploitation, des études ont été faites, avec un souci de réalisme, en recherchant des améliorations (prévention de la fusion du coeur, limitation des conséquences d’une fusion du coeur, procédures) de façon pragmatique pour des installations dont la conception de base était figée et en définissant des dispositions permettant d’assurer la protection des populations dans les meilleures conditions possibles. Ce travail est constant, tenant compte de l’acquisition de nouvelles connaissances issues des avancées de la recherche expérimentale continue dans ce domaine.

Pour ce qui concerne les conséquences radiologiques d’un accident grave, en France, pour la population la plus radiosensible, avec un terme source S 3, les niveaux d’intervention associés à la mise en oeuvre des actions de protection de la population en situation d’urgence radiologique sont atteints respectivement jusqu’à 6 km pour l’évacuation et 18 km pour la mise à l’abri et la prise d’iode stable, pour des conditions météorologiques moyennes.

De plus, des discussions sont actuellement en cours pour abaisser le niveau d’intervention relatif à la prise d’iode stable dans un but d’harmonisation avec les pays frontaliers, en tenant compte des discussions au niveau international (Agence Internationale de l’Energie Atomique, Commission Européenne).

Enfin, les limites de contamination pour la commercialisation des produits alimentaires définies par la Commission Européenne pour le cas d’un nouvel accident sont très basses.

Ces constatations ont conduit à essayer de réduire encore les possibilités de rejets et leur amplitude pour les réacteurs en exploitation et à limiter plus sévèrement les rejets pour les réacteurs de troisième
génération. Ainsi, pour le réacteur EPR, des objectifs de sûreté ambitieux ont été fixés dès 1993 prévoyant une réduction significative des rejets radioactifs pouvant résulter de toutes les situations d’accident
concevables, y compris les accidents avec fusion du coeur. Ceci implique la mise en oeuvre de dispositions de conception spécifiques, telles que le récupérateur de corium.

En savoir plus:
– Débat sur la durée de vie d’une centrale nucléaire
– Forum sur l’énergie nucléaire
– La catastrophe de Fukushima
– Compte rendu au 15 mars de l’accident nucléaire de Fukushima