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Risque sismique et installations nucléaires

Débat : Risque sismique, ou comment anticiper l'imprévisible

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Le séisme suivi d'un tsunami au Japon en mars 2011 ont interpelé les Français sur la sûreté des centrales nucléaires du pays face à un tremblement de terre. Deux spécialistes s’expriment sur l’évaluation du risque.

 

 

David Baumont, responsable du bureau d’évaluation des risques sismiques pour la sûreté des installations.©GaelKerbaol/IRSN 

 

Hormoz Modaressi, ingénieur au sein du Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM).©GaelKerbaol/IRSN 

David Baumont  : de formation universitaire en sismologie, il fait d’abord de la recherche dans ce domaine. Il intègre l’IRSN en 2002, au sein du bureau d’évaluation des risques sismiques pour la sûreté des installations, dont il a la responsabilité depuis 2008. Hormoz Modaressi : ingénieur civil de formation, il rejoint le Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM) il y a vingt-cinq ans, après des travaux en modélisation puis propagation des ondes. Il y crée en 1999 le service des risques, qu’il dirige encore aujourd’hui. 

  

Comment le risque sismique est-il pris en compte dans les centrales nucléaires françaises ?

L’étude des traces laissées par les failles dans les sédiments révèle l’existence de séismes passés.©GaelKerbaol/IRSNHormoz Modaressi : L’évaluation repose à la fois sur la vulnérabilité de l’installation et l’aléa sismique sur son lieu d’implantation. Les centrales font partie des installations les plus surveillées, au vu des impacts potentiels en cas d’accident, et sont soumises à la réglementation la plus stricte. 

David Baumont : En France, elles doivent être conçues pour résister à un séisme supérieur au plus fort séisme historiquement connu dans la région. On parle d’approche déterministe.

  

Comment évaluer ce plus gros séisme présumé, surtout s’il date de plusieurs siècles ?

CHIFFRE

La centrale de Fessenheim, dans la vallée du Rhin, est conçue pour résister à un séisme de magnitude 6,7, en référence au séisme qui a touché Bâle en 1352 et dont la magnitude estimée par EDF est de 6,2.

D. B. : Nous étudions les mesures relevées par les réseaux sismologiques et les données historiques. Ces dernières sont issues des témoignages écrits, plus ou moins nombreux selon les régions et la persistance de la tradition orale. En complément, nous étudions les traces laissées par les failles dans les sédiments, ce qui peut nous révéler l’existence de séismes passés de plus forte magnitude.

H. M. : Chacune de ces étapes demande un important travail d’expertise. Et les experts ne sont pas toujours d’accord ! Cette faille peut-elle induire des séismes ? Ce tremblement de terre survenu au XVIIIe siècle était-il de magnitude 6 ou 7 ? Les avis sont parfois divergents, d’autant plus quand il manque des données fiables et qu’il faut émettre des hypothèses.  

D.  B. : Pour compenser ces incertitudes, des coefficients de sécurité ont été mis en place. Pour établir l’aléa sismique auquel doit pouvoir résister une centrale, le plus fort séisme survenu dans la région est déplacé virtuellement au plus près de la centrale, puis majoré d’un demi-point de magnitude.

H. M. : Ce coefficient de sécurité est remis en question. On lui reproche de ne pas être assez élevé. 

D. B. : C’est un sujet sur lequel nous travaillons. D’une manière générale, nous développons des outils pour estimer les incertitudes à chaque étape de la chaîne de calcul, afin d’évaluer la robustesse de l’évaluation de l’aléa sismique proposée par les exploitants.

H. M. : Le travail n’est pas fini : il faut ensuite évaluer la réponse du milieu à l’aléa sismique estimé. Certaines caractéristiques locales peuvent amplifier le mouvement du sol. Des lois empiriques existent, mais elles sont empreintes d’imprécisions qu’il nous faut essayer de cerner. Quant aux lois d’atténuation développées un peu partout dans le monde, elles sont entachées d’incertitudes qu’il faut savoir maîtriser.

 

Une autre approche considère tous les événements sismiques possibles et les associe à une probabilité d’occurrence. De nombreux pays ont choisi cette approche probabiliste. Pourquoi pas la France ?

D. B. : En France, le choix a été opéré en 2001, au moment d’établir la règle fondamentale de sûreté. Plusieurs arguments ont amené à trancher en faveur de l’approche déterministe, au premier rang desquels le manque de recul en France sur ces démarches et la difficulté d’estimer la probabilité de récurrence des séismes dans un pays peu sismique comme le nôtre.

H. M. : Mais le débat n’est pas clos. La France vient de changer son fusil d’épaule pour les bâtiments hors nucléaires dits normaux [habitations, bureaux] et spéciaux [hôpitaux, casernes de pompiers…], dont l’aléa sismique est dorénavant calculé selon une approche probabiliste.  

D. B. : À cet égard, je pense qu’il est important de ne pas opposer ces deux approches, mais plutôt de voir leur complémentarité. D’ailleurs, l’AIEA recommande dorénavant de comparer les résultats des deux approches. Lors de la conception des réacteurs EPR, le dimensionnement des ouvrages a été fait en s’appuyant sur les résultats d’une évaluation déterministe de l’aléa sismique. Toutefois, des études reposant sur des approches probabilistes sont menées pour compléter l’évaluation de la sûreté de l’installation. 

À retenir

  • Il existe deux approches pour évaluer l’aléa sismique : déterministe, pour la conception et la vérification de la tenue des ouvrages et des équipements ; probabiliste, mise en œuvre dans le cadre des évaluations probabilistes de sûreté, par exemple pour les réacteurs EPR.
  • En France, les centrales sont conçues pour résister à un séisme supérieur au plus gros séisme historiquement connu dans la région.
  • Des coefficients de sécurité sont utilisés pour pallier les incertitudes dans la chaîne de calcul.
     

 

La réglementation évolue-t-elle aussi vite que l’avancée des connaissances ?

D. B. : Il existe un retard de phase inéluctable.

H. M. : Certains reprochent à la réglementation d’être en retard par rapport aux avancées scientifiques. Mais on ne peut pas tout changer dès qu’une étude soulève de nouveaux points, ni attendre l’évaluation “parfaite” de l’aléa sismique, sinon on n’avance pas. Quand de nouvelles études scientifiques sortent, il faut les regarder de près, les confronter et les consolider avant que les résultats ne fassent consensus. C’est à ce moment-là que la réglementation peut intégrer ces mises à jour.

 

La catastrophe de Fukushima a-t-elle changé votre vision des choses ?

D. B. : Cet événement nous a rappelé combien il fallait rester humble vis-à-vis des phénomènes naturels. D’un point de vue géologique, il perturbe les schémas de pensée actuels, car l’énergie relâchée s’est concentrée sur une faille de faible dimension au regard de sa magnitude importante.  

H. M. : De même pour le tsunami. Ce risque avait été évalué à six mètres par les experts japonais. Un mur de dix mètres avait alors été construit. Or les eaux sont montées jusqu’à 14 mètres, et le Japon s’est en même temps affaissé d’un mètre. Les phénomènes en présence sont tels qu’on atteint les limites des connaissances. Il ne faut pas se décourager face à la complexité des processus, et continuer d’étudier, encore et encore.   

D. B. : La question se pose forcément en France : que se passerait-il en cas de séisme supérieur à l’aléa estimé ? Un travail de grande ampleur est en train d’être réalisé pour répondre à cette question et évaluer jusqu’à quel niveau de sollicitation les ouvrages et les équipements pourraient résister.  

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