Dix ans après Fukushima (1/6) : ce qui a conduit à la catastrophe de 2011

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Source d’image: Tepco

L’accident survenu à Fukushima le 11 mars 2011 est entré dans l’histoire comme l’accident de réacteur qui a eu les conséquences les plus graves après celui de Tchernobyl. Une équipe d’experts de l’IFSN a effectué une analyse approfondie des circonstances qui ont conduit à la catastrophe. L’IFSN en a tiré d’importantes conclusions, tant pour sa propre pratique de surveillance que pour la sécurité des installations nucléaires suisses.

Il y a dix ans, un très fort tremblement de terre et un tsunami qui l’a suivi ont détruit la centrale nucléaire de Fukushima-Daiichi. Des systèmes de sécurité n’étaient plus disponibles, des fusions de cœur de réacteur se sont produits dans plusieurs tranches de la centrale et le rejet de quantités importantes de substances radioactives a eu lieu. La catastrophe de réacteur de Fukushima, au Japon, le 11 mars 2011 a été classée INES 7 – l’accident de Tchernobyl, en Ukraine, en 1986 était jusqu’alors le seul à avoir été classé au plus haut niveau, comme « accident majeur » sur l’échelle internationale des événements nucléaires.

Les événements du 11 mars 2011 ont alarmé les exploitants de centrales nucléaires, les autorités et la politique du monde entier : les installations nucléaires sont-elles vraiment bien équipées pour faire face aux dangers? L’IFSN a également étudié en détail comment une catastrophe naturelle peut déboucher sur une catastrophe nucléaire.

Chronologie de l’accident catastrophique

  • Avant les événements du 11 mars 2011, les tranches 1, 2 et 3 de la centrale nucléaire de Fukushima-Daiichi étaient en fonctionnement de puissance, tandis que les tranches 4, 5 et 6 étaient à l’arrêt pour des révisions et des rééquipements.
  • A 14 h 46 heure locale (6 h 46 CET), des arrêts automatiques des réacteurs ont été déclenchés en raison du tremblement de terre dans les tranches 1 à 3. Cela a permis d’arrêter la réaction nucléaire en chaîne. Comme l’alimentation électrique pour l’alimentation des systèmes de la centrale via le réseau public s’est arrêté, les générateurs diesel de secours ont été mis en marche. Les tranches ont ainsi réagi conformément à leur conception, c’est-à-dire comme prévu dans de tels cas, selon l’exploitant TEPCO.
  • À 14 h 49, une première alerte au tsunami a été émise pour une hauteur d’inondation prévue de trois mètres, suivie de deux autres (à 15 h 14, une alerte a été émise pour une hauteur d’inondation de six mètres, et à 15 h 30 pour une hauteur d’inondation de dix mètres). La première onde a atteint la côte nord-est du Japon et ainsi le site de la centrale électrique à 15 h 27.
  • La deuxième onde, d’une hauteur réelle de 14 à 15 mètres, a d’abord inondé certaines parties du site à 15 h 35 – le mur de protection contre les tsunamis a été conçu pour une hauteur de vague maximale de 5,7 mètres – et peu après, des parties importantes de l’infrastructure, qui étaient protégées contre les inondations jusqu’à une hauteur de dix mètres. Entre autres choses, les systèmes auxiliaires d’eau de refroidissement des centrales nucléaires et divers équipements liés à la sécurité ont été touchés.
  • Les générateurs diesel qui avaient maintenu la centrale dans l’état de « cas d’alimentation de secours » ont également cessé de fonctionner suite à l’inondation, car ils n’avaient été ni installés dans un bunker, ni placés à un niveau surélevé. Cela signifie que l’alimentation électrique d’urgence des unités 1 à 4 a également été suspendue (« Station Blackout») – et l’alimentation électrique nécessaire pour refroidir les assemblages combustibles dans les cœurs des réacteurs et les piscines de refroidissement des assemblages manquait.
  • L’état d’urgence a été déclaré pour Fukushima-Daiichi à 15 h 42. Le site a été inondé pendant 22 minutes.
  • Toute une série de systèmes de sécurité ont été rendus inutilisable ou leur fonction a été perturbée. Par la suite , le niveau de remplissage dans les cuves de pression des tranches de réacteur 1 à 3 a baissé. Une véritable série d’accidents s’en est suivi – les mesures en cas d’urgence ont échoué : les essais consistant à rendre les systèmes à nouveau fonctionnels ou à refroidir les cœurs des réacteurs et le confinement avec de l’eau de mer n’ont pas eu lieu ou n’ont pas eu les résultats escomptés.
  • Des explosions d’hydrogène et des incendies qui ont suivi ont encore endommagé les bâtiments des réacteurs touchés (tranches 1 à 4) et ont rendu les travaux d’urgence difficiles, voire impossibles. La fusion du cœur (tranches 1 à 3) et le rejet de radioactivité (unités 1 à 3 dans une large mesure, unité 4 dans une moindre mesure) n’ont pas été empêchés. Déjà le premier soir après le tremblement de terre et le tsunami, les barres de combustible de la tranche 1 avaient fondu.
  • L’alimentation électrique d’urgence a également cessé dans une large mesure dans les tranches 5 et 6. Cependant, des dommages considérables aux combustibles ont été évités avec l’aide d’un générateur diesel de secours restant : grâce à lui, l’alimentation électrique des pompes d’évacuation de la chaleur résiduelle a été assurée et la piscine de refroidissement a pu être à nouveau refroidie après une interruption.

L'analyse Fukushima de l’IFSN en détail

Les installations nucléaires en Suisse se situaient déjà à un niveau de sécurité élevé avant la catastrophe de Fukushima. Contrairement à la centrale de Fukushima, ils disposent de systèmes d’urgence bunkerisés qui sont particulièrement bien protégés contre les impacts extérieurs. De plus, les analyses des risques liés aux événements naturels graves tels que les tremblements de terre ou les inondations en Suisse ont été et continuent d’être régulièrement mises à jour à l’aide de méthodes les plus modernes, et la sécurité des centrales nucléaires est périodiquement passée en revue et améliorée de manière exhaustive.

Afin de comprendre l’ampleur et la complexité des événements de Fukushima et d’en déduire un éventuel besoin d’action pour la sécurité des installations nucléaires suisses, une équipe d’analyse interdisciplinaire a été constituée à l’IFSN : des personnes expertes dans les domaines des analyses de sécurité, des personnes et de l’organisation, de la radioprotection, de l’électrotechnique, de la mécanique, de l’ingénierie des matériaux et des systèmes se sont réunis au sein de la « l’équipe Japon ». L’« équipe Japon » a rédigé six rapports sur les événements et leurs conséquences :

Ensuite, le fort tremblement de terre au large du Japon a entraîné l’arrêt de l’alimentation électrique externe et déclenché un tsunami avec une hauteur de vague de 14 à 15 mètres. Le tsunami a provoqué ce qu’on appelle un Station Blackout sur le site de Fukushima-Daiichi. L’arrêt du refroidissement du cœur (tranche 1), du refroidissement du confinement (tranches 1 à 3) et du refroidissement de la piscine de refroidissement (tranche 4) en ont été les conséquences les plus immédiates – elles ont été décisives pour la suite du déroulement de l’accident.

L’arrêt du refroidissement du cœur des tranches 2 et 3 s’est produit après plus d’un jour. Les systèmes de refroidissement du cœur (au moyen de la vapeur) qui fonctionnaient initialement n’étaient pas conçus pour un fonctionnement prolongé et les mesures d’urgence pour passer à un autre refroidissement du cœur n’ont pas été prises à temps. Les cœurs des réacteurs (des tranches 1 à 3) ont surchauffé et le matériau du cœur a fondu. Des explosions d’hydrogène ont détruit les bâtiments du réacteur des tranches 1, 3 et 4, endommagé le bâtiment du réacteur de la tranche 2 et des substances radioactives ont été libérées dans l’environnement de manière incontrôlée et en quantités considérables.

Encore le soir du 11 mars 2011, la population a été évacuée dans un rayon de trois kilomètres, à partir de 5 heures le lendemain matin dans un rayon de dix, et le soir du 12 mars dans un rayon de 20 kilomètres. Dans les mois qui ont suivi, d’autres zones ont également été évacuées en raison de l’exposition aux radiations.

Enchaînement de nombreuses lacunes

L’IFSN estime que les raisons principales de l’accident survenu à la centrale nucléaire de Fukushima-Daiichi sont la conception techniquement inadéquate contre les tsunamis – en particulier à la suite de tremblements de terre – , l’évaluation incorrecte du danger et les lacunes dans les précautions contre les défaillances hors conception (en ce qui concerne les réglementations et l’équipement). Toutefois, l’analyse des circonstances a également révélé un certain nombre de lacunes structurelles qui ont eu une influence sur les mesures de défense inadéquates : le manque d’indépendance de l’autorité de surveillance, la sensibilisation insuffisante à la sécurité de la part de l’exploitant et des autorités, les exigences réglementaires insuffisantes et un ancrage juridique inadéquat de la préparation aux situations d’urgence. L’industrie nucléaire a tiré les leçons de ces erreurs de par le monde entier.

En Suisse aussi, la législation sur l’énergie nucléaire et la radioprotection a été révisée. En outre, le retour d’expérience international a été intensifié et les mesures pour les cas d’urgence ont été étendues. Les centrales nucléaires ont dû fournir des justificatifs supplémentaires et procéder à des rééquipements afin de répondre aux exigences de sécurité plus strictes en termes de tremblements de terre, d’inondations, d’alimentation en électricité et en eau de refroidissement. De plus, une nouvelle analyse complète du risque d’inondation sur l’Aar (projet EXAR) a été lancée en tenant compte de l’état actuel de la science et de la technique sous la direction de l’Office fédéral de l’environnement OFEV. En outre, l’IFSN fait surveiller ses activités de surveillance par des experts internationaux, et les centrales nucléaires suisses doivent être à la hauteur au niveau de la comparaison de sécurité européenne (test de résistance et suivi de l’UE). Lors du premier « test de résistance de l’UE » après les événements de Fukushima, les centrales nucléaires suisses ont obtenu de bons résultats. Il n’en reste pas moins que l’évaluation de la sécurité est un processus continu.

Vidéos (sous-titres en français)

Au moment du grave accident de réacteur à Fukushima, Patrick Miazza (BKW) était à la tête de la centrale nucléaire de Mühleberg.
Georg Schwarz, directeur adjoint de l’IFSN, se souvient du grave accident de réacteur survenu à Fukushima.

Il s’agit de la première partie de la série de publications de l’IFSN pour marquer le dixième anniversaire de la catastrophe de Fukushima-Daiichi le 11 mars 2011. La deuxième partie traite des conséquences radiologiques de l’accident et sera publiée le 11 février 2021.