Les enseignements de l’accident nucléaire de Tchernobyl - SFEN

Les enseignements de l’accident nucléaire de Tchernobyl

Publié le 20 octobre 2020 - Mis à jour le 23 avril 2021
Sécurité
Sûreté
Synthèse

Trois accidents nucléaires majeurs ont marqué l’histoire du nucléaire civil (Three Mile Island, Tchernobyl et Fukushima). Ils ont des origines et des conséquences diverses, mais leur point commun est l’enseignement que les exploitants nucléaires en ont tiré pour toujours mieux assurer la sûreté des installations.

L’accident de la centrale nucléaire de Tchernobyl s’est produit en 1986 en Union Soviétique, dans la république d’Ukraine. Cet accident a été classé au niveau 7 de l’échelle INES.

A l’instar des deux autres accidents nucléaires majeurs que sont Fukushima et Three Mile Island, tous les enseignements nécessaires auront été tirés de l’explosion de la centrale de Tchernobyl survenu le 26 avril 1986.

 

1986 : Tchernobyl, Ukraine (URSS)

L’accident de la centrale nucléaire de Tchernobyl 4 s’est produit en 1986 en Union Soviétique, dans la république d’Ukraine. D’une puissance de 1 000 MWe et de technologie RBMK, le réacteur avait été mis en service trois ans auparavant. NB : La technologie russe RBMK produit de l’électricité et, sur demande du plutonium militaire. Le combustible est l’uranium enrichi à 2 %. La réaction en chaîne est modérée par du graphite et le combustible refroidi par de l’eau sous pression.

Cet accident est le premier de la filière électronucléaire civile à avoir des conséquences sanitaires, économiques et sociales sévères pour les populations et l’environnement. Elles ont affecté directement l’Ukraine, la Biélorussie et la Fédération de Russie et plus largement une grande partie de l’Europe.

Cet accident a été classé au niveau 7 de l’échelle INES.

Ce qu’il s’est passé le 26 avril 1986

Le 26 avril 1986 à 1h23, le réacteur 4 de la centrale de Tchernobyl, en service depuis 1983, explose accidentellement. Un essai de sûreté devait démontrer qu’à basse puissance, le réacteur pouvait supporter une panne d’alimentation électrique et continuer à utiliser l’électricité produite par sa turbine.

La baisse de puissance est entamée le 25 avril à 1h06 et interrompue à la demande du réseau électrique à 14h. Le réacteur est maintenu à mi-puissance jusqu’à 23h, causant une accumulation de xénon dans le cœur du réacteur rendant le pilotage complexe.

La montée en puissance reprend jusqu’à 0h28 le samedi, pour atteindre 500 MWth et s’effondrer lors du basculement, par les opérateurs, du système automatique de régulation de la puissance vers le système global. Le taux de xénon dans le cœur continue d’augmenter.

A 1h23, les opérateurs ont stabilisé les paramètres du réacteur et décident d’effectuer l’essai. Ils recommencent à réduire la puissance et désactivent des systèmes d’arrêt d’urgence et de refroidissement.

Les vannes d’alimentation de la turbine en vapeur sont fermées, contrairement à la procédure. Dans les circuits, la pression de vapeur produite par le réacteur augmente.

À 1h23’04”, les barres de contrôle de la réaction nucléaire descendent automatiquement sans effet notable. À 1h23’41”, l’opérateur ordonne l’arrêt d’urgence : toutes les barres de contrôle sont descendues dans le cœur pour arrêter la réaction en chaîne. Mais la réactivité augmente jusqu’à atteindre plus de 300 000 MW de puissance, plus de 100 fois la puissance normale du réacteur.

Deux explosions successives soulèvent les 450 tonnes de la dalle supérieure du cœur. Les superstructures métalliques du bâtiment sont détruites. Du combustible, des composants du cœur et des structures sont projetés, relâchant massivement des produits radioactifs dans l’environnement. Les débris du cœur déclenchent une trentaine d’incendies sur le toit de la salle des machines et ce qui reste du bâtiment réacteur et, par des passages de câble, menacent le réacteur 3. L’incendie ne sera arrêté que le 9 mai, 2 semaines plus tard. 5 000 tonnes de matériaux (sable, bore, argile, plomb, etc.) sont déversées par hélicoptère pour recouvrir le réacteur. De l’azote liquide a même été injecté pour éviter que le cœur fondu n’atteigne un bassin d’eau dans les sous-sols.

L’analyse de l’accident

En août 1986, le délégué soviétique Valery Legassov donne les premières informations lors d’une réunion organisée par l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA). Il met en cause de graves erreurs d’exploitation comme le non-respect des conditions de fonctionnement, le viol des consignes de sécurité et la mise hors service de sécurités automatiques. Il affirme que l’accident ne serait pas survenu si une seule de ces défaillances n’avait pas eu lieu.

En 1991, une commission du Comité d’Etat chargé de la sûreté nucléaire de l’URSS (CECSIN), reconnaît les principaux défauts de conception des réacteurs RBMK : des plages d’instabilité à basse puissance, des barres de contrôle mal conçues qui tombent trop lentement dans le cœur et qui peuvent augmenter la réactivité du cœur quand elles sont en position haute.

L’absence d’enceinte de confinement résistante est également mise en avant. Mais aurait-il été possible d’en concevoir une susceptible de résister à un tel accident ? C’est plus certainement l’absence de « culture de sûreté » qu’il faut retenir comme cause majeure.

Les exploitants seront réhabilités plus tard par l’Institut Kurchatov qui met en cause l’ignorance et le niveau des cadres scientifiques : « Pendant longtemps le ministère de l’Energie de l’URSS a exploité les RBMK (…) sans prêter attention aux signaux inhabituels et répétés des systèmes de sûreté liés au niveau de puissance. (…) et n’a pas exigé d’enquêtes approfondies sur les situations d’urgence. Nous sommes forcés de conclure qu’un accident du genre de celui de Tchernobyl était inévitable ».

NB : L’institut Kurchatov a été fondé en 1943 à Moscou pour développer le nucléaire militaire dans l’Union Soviétique sous le nom de Laboratoire B de l’Académie des Sciences d’URSS. Rebaptisé Institut Kurchatov en 1991, c’est un centre de recherche sur le nucléaire civil et militaire  http://www.nrcki.ru/e/engl.html

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Les enseignements : une culture sûreté peu robuste et une conception perfectible
Les conséquences de la catastrophe de Tchernobyl ont été internationales. En URSS (Russie, Ukraine, Lituanie), des modifications ont été apportées aux autres réacteurs RBMK en fonctionnement, notamment sur les caractéristiques du combustible, les barres de contrôle et la protection de la dalle supérieure du réacteur contre les accidents de surpression. Une meilleure organisation de la sûreté et la prise de conscience des risques ont contribué également à un meilleur niveau global de sûreté.

En France, la recherche exhaustive de toutes les possibilités d’un accident de réactivité dans tous les réacteurs a permis d’identifier une séquence potentiellement dangereuse, réacteur à l’arrêt, et des contre-mesures ont été prises.

Sur l’exploitation des réacteurs et les conditions de leur autorisation, on a pris partout conscience qu’un accident pouvait avoir des répercussions désastreuses pour tous les programmes nucléaires. La solidarité indispensable entre les exploitants s’est concrétisée par la création, en mai 1989 de l’association internationale WANO (World Association of Nuclear Operators). Tous les exploitants y mettent en commun leur expérience. On lui doit l’installation de simulateurs de pilotage et le développement général de la culture de sûreté.

En 1999, WENRA (Western Europe Nuclear Regulators Association) a réuni des autorités de sûreté d’Europe occidentale et instauré un dialogue permanent avec les autorités de sûreté des pays de l’Est.

En France, le Conseil Supérieur de la Sécurité et de l’Information Nucléaire (CSSIN) a amélioré la qualité de l’information et la transparence. Il a été à l’initiative de la création d’une échelle de gravité nationale des événements de sûreté permettant de mieux percevoir l’ampleur des risques associés. Cette échelle, légèrement modifiée, a été adoptée internationalement (échelle INES).

Des conventions internationales concluent dans le cadre de l’AIEA et de l’Union européenne ont convenu d’accords de notification rapide d’un pays à un autre, d’un accident nucléaire, et d’assistance en cas de situation d’urgence radiologique.

En cas d’accident, il est désormais acquis que des comprimés d’iode stable (distribués préventivement aux populations vivant à proximité d’une centrale française) doivent être ingérés pour prévenir l’apparition de cancers de la thyroïde, Pour la gestion de crise, les plans d’urgence interne (PUI), plans particuliers d’intervention (PPI) et leur validation par des exercices ont été encore renforcés.

Sous l’égide de l’Organisation Mondiale de la Santé et de la Food & Agriculture Organisation de l’ONU, un accord international sur le niveau de contamination des denrées alimentaires entrant dans le commerce international a été conclu. La Commission internationale de protection radiologique a précisé ses recommandations relatives aux interventions en cas d’accident en mettant l’accent sur la justification et l’optimisation des interventions. Enfin, sur les questions de sûreté, dès août 1986, l’AIEA a saisi le « Groupe consultatif international pour la sûreté nucléaire » (INSAG) pour tirer les enseignements de l’accident. Le premier rapport de ce groupe (INSAG 1) a été mis à jour en 1996. L’INSAG a ensuite formulé une doctrine internationale en matière de sûreté,

Des programmes de recherche ont également été développés pour étudier le devenir des radionucléides déposés dans l’environnement et les accidents graves avec fusion du cœur.

Tchernobyl, les populations et l’environnement

Le panache radioactif s’est déplacé vers le nord-ouest puis l’ouest. Outre la Biélorussie, l’Ukraine et la Russie, les pays d’Europe ont été touchés. Le relâchement dans l’environnement d’éléments radioactifs a été considérable, de l’ordre de 230 millions de Curies (environ 8.7 1018 Bq, donc près de neuf milliards de milliards de becquerels). Trois grandes catégories de rejets doivent être distinguées :

  • les gaz rares (xénon, krypton), (6.5 1018 Bq), relâchés à 100 %, mais qui se diluent dans l’atmosphère et ne peuvent provoquer qu’une irradiation externe assez faible,
  • les produits de fission volatils (iode, césium…) relâchés en proportions importantes (30 à 50 %), susceptibles de migrer assez loin au gré des vents, de se combiner chimiquement et d’entrer dans les chaînes alimentaires,
  • les produits de fission solides et les actinides, relâchés en beaucoup plus faible proportion (3 %), qui ont surtout affecté l’environnement proche du réacteur.

 

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