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Les critères de sécurité des centrales japonaises devront être réexaminées (30/3/2011)

Un article du journal Le Monde

LEMONDE.FR | 30.03.11 | 10h20  •  Mis à jour le 30.03.11 | 17h41

  Thierry Charles, directeur de la sûreté des installations nucléaire à l'Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN), évoque dans un "chat" les pistes possibles pour endiguer les fuites radioactives à la centrale de Fukushima.

JL : Le volume d'eau contaminée semble considérable. Même si on évacue cette eau dans un tanker, que va-t-on en faire ? On ne peut pas stocker l'eau indéfiniment, et les éléments volatils qu'elle contient interdisent de l'évaporer, que fera-t-on de ces mètres cubes d'eau ? Je travaille sur le stockage nucléaire, je ne connais aucune technique fiable pour du stockage d'eau à long terme.

Thierry Charles : Il faut rappeler que l'eau dont on parle provient de trois sources. La première, c'est l'eau qui a été envoyée au-dessus des réacteurs et qui donc ruisselle sur le site (par exemple 4 500 m3 d'eau ont été injectés au-dessus du réacteur n° 3. Une partie de cette eau a donc rejoint l'océan. Une deuxième origine, c'est le tsunami qui a amené de l'eau sur le site. Et une troisième origine, c'est de l'eau qui provient de l'enceinte de confinement des bâtiments réacteurs et qui explique la très forte contamination rencontrée à certains endroits des bâtiments auxiliaires.

Tepco a deux possibilités pour intervenir dans les bâtiments auxiliaires : pomper l'eau pour la mettre dans des réservoirs, soit du site soit un tanker par exemple, ou, s'il fallait à tout prix intervenir près d'un endroit où il y a de l'eau très contaminée, rejeter un peu d'eau contaminée à l'océan. Dans l'état actuel, Tepco essaie au maximum de limiter les rejets en mer et privilégie la mise en cuve de cette eau. Pour le traitement ultérieur, il faudra examiner quelles sont les meilleures solutions pour traiter cette eau. Mais ce n'est pas l'urgence actuellement.

Hervé : Poser des bâches sera-t-il efficace ?

Thierry Charles : Il y a deux définitions possibles pour le mot "bâche". Une bâche peut être une couverture que l'on met sur une zone ou un équipement contaminé, pour limiter le transfert de contamination. Mais une bâche est aussi une autre façon d'appeler une cuve. C'est un récipient dans lequel on peut mettre de l'eau contaminée. Dans la dépêche de l'AFP parlant en même temps de bâche et de tanker, le terme "bâche" doit être compris comme désignant une cuve, qui peut recevoir de l'eau après pompage.

Timoré : Pourquoi ne pas avoir utilisé de cuves dès le départ ?

Thierry Charles : Il faut rappeler que lorsqu'est arrivé l'accident, les exploitants du site ont eu à faire brutalement face à six réacteurs qui étaient accidentés et à sept piscines d'entreposage de combustibles usés. Ils ont donc agi dans l'urgence pour refroidir à tout prix les cœurs des réacteurs et maintenir de l'eau dans les piscines. C'était l'enjeu majeur pour éviter un accident encore plus grave. A cette époque, la question du devenir de l'eau était un peu secondaire. En revanche, maintenant que la situation s'améliore pour les cœurs et les piscines, c'est effectivement l'eau qui est dans les bâtiments qui les gêne pour intervenir. L'eau a été un bien nécessaire, mais devient une difficulté pour l'intervention actuelle. Ce qui permet de dire que la situation va durer encore plusieurs semaines avant d'avoir une stabilisation.

Bob : La présence de MOX dans l'un des réacteurs entraîne-t-elle des risques supplémentaires ?

Thierry Charles : Dans le réacteur n° 3, il y a effectivement 32 assemblages MOX sur les 548 assemblages qui constituent le cœur. Qu'est-ce qu'un combustible MOX ? C'est un combustible qui contient avant son chargement dans le cœur environ 6 % de plutonium. Après irradiation, lors du déchargement du combustible, il en reste environ 4 %. Dans le cas d'un combustible à base d'uranium enrichi, au départ, il n'y a pas de plutonium. En revanche, lorsqu'on le décharge, il y a 1 % de plutonium. Et durant l'utilisation de ce combustible à base d'uranium dans le réacteur, environ 30 % de l'énergie qu'il produit provient de la consommation de plutonium qui s'est formé au cours de l'irradiation. Donc tout combustible contient du plutonium.

En termes de risques en cas de rejet, les radioéléments les plus dangereux immédiatement sont les produits de fission, notamment les iodes, les césiums, les gaz rares. Le plutonium est en revanche un radioélément qui est moins facilement rejeté lorsque le cœur est très dégradé. Donc de ce point de vue, le fait d'avoir des combustibles MOX dans le réacteur ne change pas fondamentalement les conséquences.

Agnes : Pourquoi est-il si difficile de refroidir les réacteurs ? Pourquoi la température augmente de nouveau dès l'arrêt du refroidissement ?

Thierry Charles : A l'arrêt d'un réacteur, il y a une puissance thermique contenue qui est très élevée. Elle est due à la décroissance des radioéléments qu'il y a à l'intérieur. Par exemple, pour un réacteur tel que celui de Fukushima 2 ou 3, la puissance thermique au moment de l'arrêt était de 2 400 mégawatts. Au bout de deux jours, il reste encore environ près de 8 mégawatts. Donc l'enjeu est d'évacuer la puissance thermique résiduelle très élevée (8 mégawatts), qui décroît au fil du temps. L'apport d'eau permet d'évacuer les calories produites. En revanche, dès qu'il n'y a plus d'eau, les calories restent présentes et continuent à vaporiser l'eau du cœur, augmentant la dégradation du combustible et entraînant sa fusion.

Cette fusion peut conduire à percer la cuve du réacteur et à atteindre le béton qui constitue l'enceinte de confinement. Pour éviter cela, il faut à tout prix maintenir le refroidissement du cœur, et donc avoir une présence d'eau permanente. Actuellement, pour refroidir, Tepco injecte de l'eau en permanence. La situation commencera à être maîtrisée lorsque l'eau présente dans la cuve du réacteur pourra être refroidie par un système externe, sans ajout d'eau dans la cuve.

P. Alain : Quelles seraient les conséquences en termes de radiations si l'un des cœurs finissait par traverser toutes les couches de confinement y compris la dalle de béton ?

Thierry Charles : Si l'on suppose que le combustible en fusion atteint le béton, comme il est très chaud, il va réagir avec le béton et commencer à le percer. Dans le cas de Fukushima, il y a environ 8 mètres de béton. Si le bain en fusion est refroidi par de l'eau en même temps, il est très probable que ce bain s'arrêtera dans le béton. En revanche, s'il venait à traverser le béton, il atteindrait la roche qui est sous le bâtiment et continuerait à dégrader la roche, le temps de se refroidir en s'étalant. Donc on aurait affaire in fine à un mélange solidifié.

Le risque est alors lié à la présence d'eau de ruissellement dans le sol, qui pourrait entraîner des radioéléments contenus dans ce métal solidifié vers l'océan. L'enjeu est toutefois plus important lorsqu'il y a des rejets atmosphériques que lorsqu'il y a des rejets vers l'océan, car si on a toujours besoin de respirer, on peut éviter de consommer des produits marins – algues, coquillages, poissons.

Bertrand : Vu le temps d'intervention limité des hommes sur place à Fukushima et les doses maximales autorisées, y aura-t-il bientôt un problème de main-d'œuvre qualifiée pour intervenir sur la centrale ?

Thierry Charles : Les règles en matière d'intervention sont de limiter l'exposition des travailleurs à 250 mSv. Cela impose à l'exploitant de bien définir les opérations à réaliser et les protections à utiliser. Il est clair qu'il y a besoin de renouveler les équipes périodiquement ; tout dépend de l'effectif des équipes spécialisées dans le domaine au Japon. A notre connaissance, Tepco n'a pas fait état de difficultés sur ce point pour l'instant.

Bérengère : Selon vous, la radioactivité contenue dans l'air à Tokyo est-elle sous-estimée ?

Thierry Charles : Sur Tokyo, il a été fait de nombreuses mesures par différents organismes. L'IRSN dispose même d'une balise présente sur l'ambassade de France, comme celles qui équipent la France. On voit que le débit de doses a doublé suite à l'accident de Fukushima par rapport à l'exposition naturelle, mais ce ne sont pas des valeurs significatives pour la santé. Actuellement, le débit de doses est en légère décroissance.

Marie : Même si le taux de radioactivité n'est pas très élevé, le fait d'y être exposé pendant plusieurs semaines n'aggrave-t-il pas les effets sur la santé pour la population proche du site (Tokyo inclus) ?

Patricia : Ces doses minimes peuvent-elles être dangereuses pour les bébés ?

Thierry Charles : Je vais faire une comparaison avec la radioactivité naturelle. Si l'on prend le cas de la France, selon que vous habitez à Paris ou dans le Limousin ou en Bretagne, la dose reçue par la personne qui vit dans la région peut varier d'un facteur 1 à 3. Dans le cas de Tokyo, le fait d'avoir une radioactivité naturelle qui est doublée ne change pas fondamentalement l'impact.

En revanche, il faut être plus prudent pour les enfants en bas âge du fait de la présence d'iode. Et à cet égard, le gouvernement japonais a été amené à interdire temporairement l'usage d'eau de boisson du réseau pour les enfants en bas âge.

Cédric : En l'état actuel des connaissances, combien de temps faudra-t-il pour que le site redevienne fréquentable par les hommes ? Et pourrait-on avoir une idée aussi de ce délai pour les zones alentour ?

Thierry Charles : Commençons déjà par le retour à une situation stabilisée et pérenne des installations. Le temps se compte déjà en semaines, voire en mois. Ensuite, il y aura besoin d'intervenir sur le site de l'installation hors des bâtiments, et on parlera sûrement en années.

Pour information, à la suite de l'accident de Three Mile Island, aux Etats-Unis, en 1979, pour lequel il y avait eu fusion du cœur dans la cuve du réacteur, sans rejets significatifs à l'extérieur, l'accident est arrivé en 1979, et le cœur dégradé présent dans la cuve n'a été évacué qu'au début des années 1990.

Pour les terrains à l'extérieur de la centrale, il importe maintenant de faire des mesures précises de la contamination déposée pour évaluer les actions à réaliser. Elles peuvent être de plusieurs types. Par exemple, pour les zones les plus contaminées, éloigner les personnes qui seraient présentes ; pour d'autres zones, permettre une vie normale sans consommer les productions agricoles locales ; et pour d'autres zones encore, permettre une vie normale en contrôlant les productions locales avant de les consommer ou de les commercialiser.

L'étendue de ces zones va dépendre des conditions météorologiques lors du rejet (direction des vents, existence de pluies qui peuvent rabattre au sol la contamination) et qui ne peuvent être valablement évaluées que sur la base de mesures. Sur ce point, une première cartographie a été faite à l'aide d'un hélicoptère américain équipé de mesures de détection gamma.

Jean-Marc : Est-ce que vous pensez que le périmètre étendu à 30 kilomètres autour de la centrale sera suffisant ? Croyez-vous qu'il y aura par exemple un risque pour la santé à 100 kilomètres de la centrale de Fukushima ?

Thierry Charles : Il faut distinguer les périmètres d'évacuation avant qu'il n'y ait de rejet, l'objectif étant de soustraire les populations à l'impact du rejet qui va arriver, des zones de protection post-accidentelles qui, elles, sont définies sur la base de mesures faites sur le terrain.

Dans le premier cas, les périmètres d'évacuation, de mise à l'abri ou de prise d'iode sont définis sur la base d'une estimation du rejet à venir, et non pas sur la réalité des dépôts sur les zones impactées par le rejet. Dans le second cas, après un accident, les distances pour lesquelles il y aura à prendre des mesures vont être fonction de la cartographie des contaminations sur les sols qui, elles, dépendent des directions des vents et des pluies qui ont pu survenir.

Dans le premier cas, vous définissez des périmètres d'évacuation exprimés en cercles, ou en portions de cercles, selon la météorologie ; en post-accidentel, vous mesurez les dépôts survenus du fait de la météorologie réelle et à moyenne distance, vous avez ce que l'on appelle des "contaminations en taches de léopard". Ce qui veut dire que, par endroits, du fait par exemple des pluies, vous avez eu des dépôts localisés plus importants que dans d'autres zones.

Guest : Pourquoi, depuis que l'accident s'est produit, ne peut-on toujours pas savoir si le cœur est fondu ?

Thierry Charles : Le cœur est dans la cuve du réacteur. Les informations disponibles donnent une indication sur le niveau d'eau dans la cuve et montrent qu'une partie du combustible est hors de l'eau, variant entre 30 et 70 % selon les réacteurs. Cela veut dire que les combustibles des trois réacteurs sont certainement partiellement fondus. Dans le cas du réacteur n° 1, ce combustible partiellement fondu est toujours dans la cuve du réacteur. Dans le cas des réacteurs n° 2 et 3, il ne peut pas être confirmé qu'il n'y a pas déjà eu une dégradation de la cuve par ce cœur fondu.

En revanche, les indications de pression dans l'enceinte de confinement contenant la cuve du réacteur ne montrent pas d'effet lié à une réaction entre le cœur fondu et le béton. Cela tendrait à signifier que si du combustible fondu a percé la cuve pour les réacteurs 2 et 3, la quantité qui serait sortie de la cuve devrait être faible.

Camille : Je ne comprends pas bien ce qui prévient un emballement des réactions et donc une catastrophe de type Tchernobyl. Quelles seraient les conditions "nécessaires" pour arriver à une telle situation ?

Thierry Charles : A Tchernobyl, l'accident est survenu dans un réacteur en fonctionnement. Il y avait donc une réaction nucléaire qui se développait et du fait d'une mauvaise gestion de la réactivité du cœur, il y a eu un emballement brutal de la réaction de fission, qui a expulsé la dalle de couverture du réacteur. Le cœur s'est donc retrouvé à l'air libre, avec un feu important pendant une douzaine de jours, en raison de la présence de graphite dans le cœur. Le graphite est du charbon ultra-pur. En outre, à Tchernobyl, il n'y avait pas d'enceinte de confinement autour du réacteur. Pour cette raison, les rejets ont été très importants.

A Fukushima, le réacteur était à l'arrêt depuis quelques heures avant le début de dégradation du cœur, la réaction de fission était arrêtée, il n'y avait pas de graphite pouvant induire un incendie, et il y avait une enceinte de confinement en béton recouverte intérieurement par une peau en acier. Les explosions qui ont été observées au-dessus de l'enceinte de confinement sont dues à l'hydrogène produit par la dégradation des gaines des combustibles.

Afin de maintenir l'étanchéité de l'enceinte de confinement, qui montait en pression du fait du refroidissement insuffisant, Tepco a été amené à ouvrir une vanne permettant de réduire la pression dans l'enceinte de confinement. Cela a conduit à un rejet de radioactivité et d'hydrogène dans les parties hautes des bâtiments, dans lesquelles l'hydrogène a explosé. Ces explosions n'ont pas dégradé l'enceinte de confinement de manière importante. Le fait de conserver une enceinte de confinement, même inétanche, autour des réacteurs contribue à réduire les rejets et constitue une des différences majeures avec Tchernobyl.

En conclusion, la réaction de fission était à l'arrêt lors des problèmes de refroidissement des réacteurs de Fukushima. C'est la puissance thermique résiduelle du cœur qui pose problème. L'enjeu a été, et est toujours, de refroidir le cœur, mais on ne craint pas une explosion "atomique".

Gheorghe : La centrale de Fukushima était-elle considérée comme "dangereuse" avant cette catastrophe ?

Thierry Charles : La centrale a été dimensionnée pour résister à un séisme, et elle avait été placée sur une plate-forme de 6,50 m de haut par rapport au niveau de la mer. Lors du séisme très violent qui est survenu, les trois réacteurs en fonctionnement se sont arrêtés automatiquement, et ont été refroidis par les systèmes de secours normaux du réacteur. S'il n'y avait eu que le séisme, nous ne serions pas là pour en parler. En revanche, une heure après cet arrêt normal est survenue la vague du tsunami, qui a dépassé la digue qui allait à 6,50 m. C'est cette vague qui a fait perdre les circuits électriques et les moyens de refroidissement du réacteur. Le risque lié au séisme et au tsunami avait été pris en compte, mais si, pour le séisme, ces dispositions étaient suffisantes, elles ne l'ont pas été pour le niveau d'eau induit par le tsunami. Cela imposera sûrement des réexamens de ces questions sur les autres centrales japonaises.

Célina : Pourquoi les Japonais ne construisent pas en ce moment même ce qui pourrait servir de "sarcophage" à la centrale ?

Thierry Charles : On va commencer par faire une distinction importante avec Tchernobyl. Les opérateurs qui interviennent sur le site actuellement ne sont en aucun cas des "liquidateurs" au sens utilisé lors de l'accident de 1986. Les conditions d'intervention sont définies pour limiter leur exposition. Ils n'ont pas à intervenir à tout prix à côté d'un cœur de réacteur en plein air. Deuxième point : il n'est pas question de parler de sarcophage. A Fukushima, le cœur est toujours dans l'enceinte de confinement, même si celle-ci n'est pas étanche. En revanche, les bâtiments des réacteurs ayant été fortement dégradés par les explosions, il sera nécessaire de réaliser autour une sorte de bâtiment pour mettre le bâtiment endommagé à l'abri de l'atmosphère et pour permettre les opérations de décontamination et de nettoyage. Mais cela n'a rien à voir avec un sarcophage construit dans l'urgence et imposé par le fait que le cœur était en plein air à Tchernobyl.

Sarah : Pensez-vous qu'au vu des derniers déroulements à Fukushima il pourrait y avoir une "redéfinition" de l'échelle de l'International Nuclear Events Scale (INES) ?

Thierry Charles : L'échelle INES permet de graduer l'importance des accidents. Elle va de 0 à 7, 7 étant l'équivalent de Tchernobyl, pour lequel le cœur était complètement à l'air. De ce point de vue, l'accident de Fukushima se classera en dessous du niveau 7, et l'échelle est adaptée pour ce classement.

Il appartient à l'autorité japonaise de classer l'accident dans l'échelle INES. Au début, elle l'avait classé à un niveau insuffisant, et il a été déjà réévalué. Il faut donc attendre maintenant l'évaluation finale qui sera donnée par les Japonais. L'ASN française a pour sa part estimé qu'il pouvait être classé à un niveau 6.

Jean-Claude : Assiste-t-on à un "Tchernobyl à bas bruit", le cumul des effets sur des semaines, des mois, voire des années produisant une pollution différemment répartie, mais au moins équivalente ?

Thierry Charles : L'accident de Fukushima est effectivement un accident grave dans la mesure où il y a eu des rejets importants. Une estimation faite par l'IRSN conduisait à estimer les rejets à environ 10 % de ceux de Tchernobyl pour les radioéléments les plus volatils (les iodes, les césiums, les tellures). Cette contamination est importante et l'objectif des Japonais maintenant, dans la phase post-accident, va être de cartographier les dépôts dans l'environnement du site sur des dizaines de kilomètres pour voir la réalité de la contamination.

Ce ne sont que ces mesures-là qui pourront permettre de prendre des mesures de protection des populations dans le temps. Dans tous les cas, les zones concernées seront plus faibles que celles de Tchernobyl, et ce pour une raison toute simple : une partie des rejets atmosphériques a été dispersée au-dessus de l'océan, et donc pas sur les terres.

Forum modéré par Mathilde Gérard


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