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1986-2016 : Tchernobyl, 30 ans après

L’accident nucléaire de Tchernobyl et son déroulement

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​Le 26 avril 1986, à 1h23 du matin, le réacteur n°4 de la centre nucléaire de Tchernobyl, de conception soviétique des années 1960, explosait. Cet accident reste à ce jour le plus grave jamais survenu sur une installation nucléaire civile.

Le 26 avril 1986 à 1h23 du matin, le réacteur n°4 de la centrale nucléaire de Tchernobyl, en service depuis 1983, explose accidentellement lors de la réalisation d’un essai technique

L’énergie libérée par l’explosion entraîne l’émission brutale dans l’atmosphère, jusqu’à plus de 1 200 mètres de hauteur, des produits radioactifs contenus dans le cœur du réacteur nucléaire. Les rejets se poursuivent jusqu’au 5 mai 1986.

En dix jours, ce sont près de 12 milliards de milliards de becquerels qui partent dans l’environnement, soit 30 000 fois l’ensemble des rejets radioactifs atmosphériques émis en 1986 par les installations nucléaires en exploitation dans le monde.

 

Le scénario de l'accident 

 

Un engrenage fatal

  • Le 25 avril 1986 au matin, les opérateurs entament la procédure de réduction de la puissance.
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  • Entre 13h et 23h, contrairement au programme initial de l’essai, le réacteur est maintenu à mi-puissance, à la demande du centre de distribution électrique. 
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  • Vers 23h, la réduction de puissance reprend. Mais l’état du réacteur est inapproprié à la réalisation de l’essai : le cœur est très difficile à contrôler avec les moyens disponibles. Une stabilisation du réacteur était à ce stade nécessaire. Mais pressés de rattraper le retard, les opérateurs décident de réaliser l’essai.
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  • Le 26 avril 1986 à 1h23’04”, l’essai démarre. Les vannes d’alimentation en vapeur de la turbine sont fermées. La température monte dans le cœur provoquant une augmentation de la réactivité. Le réacteur se met à diverger de manière incontrôlable. Les opérateurs réalisent alors la gravité de la situation.
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  • À 1h23’40”, le chef opérateur ordonne l’arrêt d’urgence. La totalité des barres commencent à descendre dans le cœur, mais n’ont pas le temps d’arrêter la réaction en chaîne : la divergence est devenue trop rapide.
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  • À 1h23’44”, le pic de puissance est atteint, dépassant de plus de 100 fois la puissance nominale du réacteur.

 

Une explosion, puis un incendie

Les fortes pressions atteintes dans les tubes de force qui renferment chacun plusieurs assemblages de combustibles nucléaires, provoquent leur rupture. Une déflagration soulève la dalle supérieure du réacteur, d’un poids de 2 000 tonnes.

Dans le coeur, les crayons de combustible se fragmentent. Les pastilles d'oxyde d'uranium, surchauffées, explosent

Dans le coeur, les crayons de combustible se fragmentent. Les pastilles d'oxyde d'uranium, surchauffées, explosent

La partie supérieure du cœur du réacteur est à l’air libre. Le graphite prend feu, plusieurs foyers s’allument dans l’installation. Trois heures seront nécessaires aux pompiers pour les éteindre. Le feu de graphite reprend. Il ne sera arrêté définitivement que le 9 mai 1986.

Du 27 avril au 10 mai 1986, 5 000 tonnes de matériaux (sable, bore, argile, plomb, etc.) sont déversées par hélicoptère pour recouvrir le réacteur.

 

La centrale de Tchernobyl

Le réacteur n°4 de la centrale de Tchernobyl est un réacteur de 1 000 Mégawatts (MWe) mis en service en 1983. Il s’agit d’un réacteur de type RBMK, une conception soviétique des années 1960.

Le cœur du réacteur est constitué d’un imposant bloc de graphite traversé par des canaux verticaux dans lesquels sont placés des tubes de force qui renferment chacun plusieurs assemblages de combustibles nucléaires.

Le graphite assure le rôle de modérateur – ou ralentisseur de neutrons - nécessaire à l’entretien de la réaction en chaîne. Le refroidissement est assuré par de l’eau bouillante circulant à l’intérieur des tubes de force au contact du combustible.

Pour en savoir plus, lire la page Les réacteurs RBMK dans notre dossier « L'accident de Tchernobyl et la sûreté des centrales d’Europe de l’Est »

 

Les causes conjuguées de l’accident

Avant l'accident de Tchernobyl, les connaissances disponibles dans les pays occidentaux sur les réacteurs RBMK étaient très limitées. La sûreté de leur fonctionnement n'avait jamais fait l'objet d'évaluation approfondie.

Après la catastrophe, d'importants efforts internationaux furent mis en œuvre pour l'étude et l'évaluation du niveau de sûreté des réacteurs RBMK : elles ont conduit à l'identification de nombreux défauts dans la conception initiale des réacteurs.

En particulier : une instabilité importante du réacteur à certains niveaux de puissance, un temps de réaction trop long du système d’arrêt d’urgence et l’absence d’enceinte de confinement autour du réacteur.

De plus, faute de préparation suffisante des conditions nécessaires à l’essai prévu, et par manque de temps lors de sa réalisation, les opérateurs n’ont pas respecté toutes les règles de conduite. Ils ont par ailleurs commis des violations de règles en inhibant de très importants systèmes de sûreté.

 

Les réacteurs RBMK

En 2016, il reste onze réacteurs de type RBMK en exploitation, tous en Russie :

  • 4 réacteurs d’une puissance de 1 000 MWe à la centrale de Leningrad ;
  • 4 réacteurs  d’une puissance de 1 000 MWe à la centrale de Koursk ;
  • 3 réacteurs  d’une puissance de 1 000 MWe à la centrale de Smolensk.
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Ces 11 réacteurs, sur un parc total de 34 réacteurs en Russie, sont aujourd'hui dans une logique de prolongation de leur durée de vie. Les experts russes justifient cette logique par les importants programmes de modernisation mis en œuvre sur chacun des réacteurs. Si cette politique est menée à son terme, le dernier réacteur RBMK (Smolensk 3), mis en service en 1990, pourrait fonctionner jusqu'en 2034.

En revanche, les réacteurs RBMK situés en dehors de la Russie sont tous définitivement à l’arrêt. Cela fait suite à la fermeture de la centrale lituanienne d’Ignalina (2 réacteurs de 1 500 MWe) en 2009 et de la centrale ukrainienne de Tchernobyl (3 réacteurs de 1 000 MWe) depuis 2000.

 

Les améliorations de sûreté post-Tchernobyl des r​éacteurs RBMK

En matière d'améliorations de sûreté des réacteurs RBMK, il convient de distinguer deux principales étapes.

Mises en œuvre immédiatement après l'accident, sur tous les réacteurs RBMK, les mesures post-Tchernobyl devaient remédier aux trois principaux défauts de la conception initiale :

  • réduction de l'effet déstabilisant du coefficient positif de température (ajout dans le cœur du réacteur, d'un certain nombre de barres absorbantes fixes en remplacement d'assemblages de combustible, augmentation progressive de l'enrichissement du combustible). Sans rendre le coefficient négatif, les mesures post-Tchernobyl ont contribué à le réduire significativement ;
  • modification du système d'arrêt d'urgence (installation d'un système d'arrêt rapide, modification de la conception des barres absorbantes, installation de nouveaux signaux d'alarme pour le déclenchement de l'arrêt d'urgence) ;
  • amélioration de la capacité de dépressurisation du système de confinement pour en augmenter la capacité d'évacuation et de dépressurisation en cas d’accident.
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Au-delà des modifications génériques, un programme de modernisation spécifique a été conçu pour chaque réacteur. Les systèmes de sûreté les plus importants ont été entièrement remplacés par de nouveaux systèmes plus modernes et plus fiables. Une évaluation approfondie de la sûreté des réacteurs RBMK, après modernisation, a été menée par des groupes d'experts internationaux.

 

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