Défense en profondeur : la maîtrise des défaillances dans les limites du dimensionnement permettant d’éviter un dommage au cœur du réacteur (5/13)
Selon ses principes de conception, une centrale nucléaire doit être en mesure de maîtriser les accidents. Ainsi, les accidents pouvant survenir lors du fonctionnement ou ne pouvant être exclus sont pris en compte. Ce précepte permet d’éviter tous les effets et conséquences graves pour l’environnement. Ces événements sont résumés sous le concept global d’accidents dans les limites du dimensionnement.
En ce qui les concerne, il convient de démontrer que
- les dispositifs de sécurité présentent l’efficacité attendue contre des défaillances,
- que les contraintes subies par les équipements critiques du point de vue de la sécurité restent limitées au cadre spécifié, et que
- les effets à l’intérieur de l’installation et dans son environnement proche ne conduisent pas à un dépassement des critères techniques et radiologiques définies dans l’ordonnance du DETEC sur les hypothèses de risque et sur l’évaluation de la protection contre les défaillances dans les installations nucléaires.
Pour le démontrer, une analyse par le biais de calculs de modélisation. Ces derniers reproduisent les déroulements d’événements probables sur un spectre étendu de défaillances est menée. Une telle procédure est admise si la recherche systématique des déroulements d’événements spécifiques est réalisée. Ces événements doivent alors entraîner les contraintes maximales. Ils doivent encore imposer les exigences maximales à l’installation et aux systèmes de sécurité.
Chaque centrale nucléaire dispose de toute une série de systèmes de sécurité pour la maîtrise des accidents dans les limites du dimensionnement. Ces systèmes ont pour rôle d’assurer que l’installation est mise dans un état sûr en cas de dysfonctionnement. Cette opération doit si possible se dérouler de manière automatique. Ces dispositifs garantissent aussi que les objectifs de protection fondamentaux sont respectés. Les systèmes de sécurité essentiels sont :
- le système de protection et d’arrêt d’urgence du réacteur ;
- les systèmes de refroidissement d’urgence ;
- les systèmes d’évacuation de la chaleur résiduelle ;
- les systèmes de confinement.
Pour garantir une haute fiabilité des objectifs de protection, la conception des systèmes de sécurité est fondée sur les principes suivants :
Redondance
Les différents systèmes de sécurité sont constitués de plusieurs systèmes individuels assurant la même fonction. La défaillance d’une de ces branches individuelles redondantes ne doit pas entraîner la défaillance de la fonction de sécurité (principe d’erreur isolée). Les installations suisses font notamment appel aux variantes suivantes de répartition des redondances :
- 4 fois 50 % : deux redondances sur quatre suffisent pour assurer la fonction de sécurité dévolue au système.
- 3 fois 100 % : une redondance suffit pour assurer la tâche de sécurité. Dans ce cas, le système est également protégé contre une erreur isolée en cas d’indisponibilité d’une redondance pour intervention de maintenance.
- 2 fois 100 % : une redondance suffit pour assurer la tâche de sécurité. Dans ce cas, la maintenance de l’équipement n’est pas autorisée lors du fonctionnement en puissance.
Séparation
Les différentes redondances sont séparées spatialement pour éviter une défaillance simultanée pour une cause commune. Une telle défaillance peut par exemple survenir du fait de l’inondation interne de l’installation ou d’un incendie.
Diversité
La même fonction de sécurité est assurée par des équipements de conception différente pour éviter pour autant que possible une défaillance simultanée pour une cause commune (« Common Cause Failure »).
Automatisation
Les fonctions de sécurité sont déclenchées automatiquement. Elles ne nécessitent aucune intervention de la part du personnel pendant un certain temps après la survenue de l’incident. Ce délai est fixé à 30 minutes en Suisse et à 10 heures dans un cas d’urgence. Ceci a pour but d’éviter que le personnel doive réagir rapidement en situation de stress.
Vérifiabilité
La capacité de fonctionnement des systèmes de sécurité doit pouvoir être vérifiée, même lors du fonctionnement du réacteur.
Qualification
Tous les composants d’un système de sécurité doivent avoir été qualifiés dans les conditions les plus défavorables découlant d’une défaillance (notamment en matière de température, d’humidité et de rayonnement ionisant).
Ce concept de dimensionnement permet de garantir une haute fiabilité des systèmes de sécurité. Il permet d’atteindre une haute sécurité de l’installation contre tous les accidents probables. Ces derniers sont pris en compte du fait de l’expérience. Ils sont également jugés probables car ils ne ne peuvent être exclus pour autant qu’il soit possible d’en juger.
Les 5 niveaux de la défense en profondeur
- Exigence : fonctionnement normal
- Objectif : éviter tout écart par rapport à l’exploitation normale
- Systèmes, équipements et mesures : systèmes d’exploitation, y compris les systèmes d’alimentation et les installations de conduite nécessaires
- Exigence : incidents de fonctionnement
- Objectif : maîtriser l’écart par rapport à l’exploitation normale
- Systèmes, équipements et mesures : systèmes de limitation, y compris les systèmes d'alimentation et les installations de conduite nécessaires
- Exigence : défaillances dans le cadre des règles de dimensionnement
- Objectif : maîtrise de défaillances dans le cadre des règles de dimensionnement
- Systèmes, équipements et mesures : systèmes de sécurité et d’ultime secours, y compris les systèmes d'alimentation et les installations de conduite nécessaires
- Exigence : défaillances hors dimensionnement sans dommage grave au cœur du réacteur
- Objectif : maîtrise de certaines défaillances hors dimensionnement
- Systèmes, équipements et mesures : systèmes et équipements d’urgence (mesures d’urgence préventives)
- Exigence : défaillances hors dimensionnement accompagné de dommages graves au cœur du réacteur
- Objectif : limitation du rejet de substances radioactives
- Systèmes, équipements et mesures : équipements d’urgence (mesures d’urgence d’atténuation)
- Exigence : urgences graves accompagnées d’un important rejet de substances radioactives dans les environs
- Objectif : atténuation des effets radiologiques dans les environs
- Systèmes, équipements et mesures
- mesures pour minimiser la dose de rayonnement reçue par la population et le personnel
Il s’agit de la cinquième des treize parties de la série d’articles sur la défense en profondeur. L’article suivant porte sur le système de protection du réacteur.
Cet article a été actualisé le 30.11.2018.