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1986-2011 - L'accident de Tchernobyl et la sûreté des centrales d’Europe de l’Est

Les réacteurs VVER

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​​​​(Mise à jour) Pour un bilan actualisé en 2016, lire notre dossier « Tchernobyl, 30 ans après l'accident nucléaire »​​
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Les réacteurs VVER sont des réacteurs à eau sous pression dont le principe de fonctionnement est proche de celui des réacteurs à eau sous pression occidentaux. Il existe trois générations de réacteurs VVER :

  • les VVER 440 – modèle 230 (première génération) : ces réacteurs comportent 6 boucles isolables, avec des générateurs de vapeur horizontaux.
  • les VVER 440 – modèle 213 (deuxième génération) : ces réacteurs comportent 6 boucles isolables, avec des générateurs de vapeur horizontaux.
  • les VVER 1000 – modèle 1000 (troisième génération): ces réacteurs à quatre boucles primaires sont logés dans une enceinte de confinement en béton précontraint, avec peau d’étanchéité. La limitation de la pression y est assurée par un système d’aspersion.

 

Les points forts de sûreté de ces types de réacteurs

Pour les réacteurs VVER 440, modèle 230

  • Les grandes masses d’eau contenues dans le circuit primaire et dans les générateurs de vapeur, ainsi que la faible puissance linéique du combustible, donnent une inertie importante à l’installation. En cas d’anomalie, les délais disponibles pour intervenir sont plus longs que pour les réacteurs à eau sous pression occidentaux.
  • L’existence de vannes spécifiques sur les boucles primaires, qui permettent aux opérateurs d’isoler une boucle ou un générateur de vapeur accidenté.
  • L’utilisation de pompes primaires à rotor noyé, qui évite les problèmes liés à l’étanchéité des joints.

 

Le réacteur VVER 440 - 230 

 

Pour les réacteurs VVER 440, modèle 213

Outre les avantages associés à la première génération de réacteurs, ces réacteurs de deuxième génération présentent des améliorations importantes :

  • Ils sont équipés de meilleurs systèmes de confinement et de sauvegarde, capables, en principe, de faire face à la rupture complète d’une tuyauterie du circuit primaire
  • Le matériau de la cuve du réacteur résiste à la fragilisation neutronique.

 Le réacteur VVER 440 - 213

 

Pour les réacteurs VVER – 1000

  • Les systèmes de sauvegarde présentent une triple redondance fonctionnelle,
  • Les bases de dimensionnement sont comparables à celles des réacteurs occidentaux.

 

Le réacteur VVER 1000  

 

Les points faibles de sûreté de ces types de réacteurs

Pour les réacteurs VVER 440, modèle 230

La « défense en profondeur », incluant la prévention, la protection, la sauvegarde, l’atténuation des conséquences d’un accident, est souvent mise en défaut. Les principaux inconvénients sont :

  • Les risques de rupture de cuve dont les matériaux vieillissent sous l’effet des neutrons,
  • Une aggravation du problème de fragilisation des cuves à cause des déficiences des techniques utilisées pour suivre l’évolution de leur état,
  • Une grande vulnérabilité en cas d’incendie ou d’inondation interne,
  • La mauvaise qualité de réalisation,
  • Le sous-dimensionnement des moyens de refroidissement de secours et le confinement insuffisant.

 

Pour les réacteurs VVER 440, modèle 213

  • La liste des accidents de dimensionnement pris en compte lors de la conception de ces réacteurs est incomplète par rapport à la pratique occidentale (qui, elle-même, continue à évoluer). Les calculs correspondants présentent trop d’incertitudes,
  • La séparation des composants importants pour la sûreté reste insuffisante, conduisant à une protection médiocre contre les incendies ou l’inondation interne,
  • le fonctionnement du système de confinement n’a jamais été démontré de façon totalement convaincante (ni par des calculs, ni par une expérience globale).

 

Pour les réacteurs VVER 1000

  • Un manque de protection contre les surpressions à froid,
  • Un manque de diversification des moyens de refroidissement des principales pompes, y compris celles de sauvegarde,
  • Une autonomie insuffisante de la source de refroidissement ultime en cas d’accident.

 

Le parc des réacteurs VVER

Dix ans après l'accident de Tchernobyl, (1996) le parc des VVER comportait : 

 Réacteurs VVER 440, modèle 230

  • 4 réacteurs en Bulgarie
  • 2 réacteurs en Slovaquie
  • 4 réacteurs en Russie
  • 1 en Arménie 

 

Réacteurs VVER 440, modèle 213

  • 2 réacteurs en Russie
  • 2 réacteurs en Ukraine
  • 4 réacteurs en Hongrie
  • 2 réacteurs en Slovaquie
  • 4 réacteurs en république tchèque 

 

Réacteurs VVER 440, modèle 213

  • 2 réacteurs en Russie
  • 2 réacteurs en Ukraine
  • 4 réacteurs en Hongrie
  • 2 réacteurs en Slovaquie
  • 4 réacteurs en république tchèque 

 

Depuis 1996, ce parc a évolué de façon importante :

  • deux réacteurs de type VVER 440 – 230 ont été arrêtés en Bulgarie (Kozloduy 1 et 2)
  • deux réacteurs de type VVER 440 – 213 ont démarré en République Slovaque (Mochovce 1 et 2)
  • la construction de 13 réacteurs de type VVER 1000 a été engagée (7 en Russie, 4 en Ukraine, 2 en République Tchèque). En Ukraine, les tranche de Rovno 2 et Khmelnitsky 4 ont d’ores et déjà démarré.

 

Les principaux points faibles de la conception initiale des réacteurs VVER

Avant l'accident de Tchernobyl, les connaissances disponibles dans les pays occidentaux sur les réacteurs VVER étaient très limitées. Après la catastrophe, d'importants efforts internationaux furent mis en œuvre pour comprendre la physique de ces réacteurs et apprécier leur niveau de sûreté. Les études menées ont mis en exergue de nombreux points faibles de conception dont les principaux étaient les suivants. Des améliorations significatives ont cependant été réalisées sur les réacteurs encore en service.

Pour les réacteurs VVER 440, modèle 230

  • Les risques de rupture de cuve dont les matériaux vieillissent sous l’effet des rayonnements

Trois éléments majeurs contribuent à une fragilisation relativement rapide

- Les soudures de la cuve présentent de fortes teneurs en impuretés (phosphore et cuivre),
- Une de ces soudures se situe au voisinage du plan médian du cœur du réacteur et se trouve ainsi soumise à un fort bombardement de neutrons,
- Les contraintes du transport par rail ont conduit le concepteur à limiter le diamètre des cuves. Ceci réduit l’épaisseur de la lame d’eau entre le cœur du réacteur et les parois de la cuve, exposant celles-ci davantage au bombardement neutronique.
- En outre, contrairement à la pratique occidentale, aucun échantillon « éprouvette » des matériaux de la cuve n’a été réalisé à l’origine sur les VVER pour connaître de manière correcte l’état de la cuve et contribuer à prédire de façon fiable son comportement en cas de refroidissement brutal.

  • La grande vulnérabilité en cas d’incendie ou d’inondation interne


Cette vulnérabilité est due à l’absence de séparation entre les composants redondants importants pour la sûreté (pompes d’alimentation en eau des générateurs de vapeur, système de contrôle-commande…).

  • Le sous-dimensionnement des moyens de refroidissement de secours et le confinement insuffisant


Seules des brèches limitées ont, en effet, été considérées lors de la conception de ces réacteurs.

 

Pour les réacteurs VVER 440, modèle 213

  • La liste des accidents de dimensionnement pris en compte lors de la conception de ces réacteurs est incomplète. Les calculs correspondants présentent trop d’incertitudes

Des études ou expérimentations complémentaires se sont avérées nécessaires, notamment pour ce qui concerne l’accident de perte de réfrigérant primaire (APRP GB), les accidents de rupture de tuyauterie vapeur ou encore de petite brèche primaire.

 

  • La séparation des composants importants pour la sûreté reste insuffisante, conduisant à une protection médiocre contre les incendies ou l’inondation interne.


Pour les réacteurs VVER 1000

  • Un manque de protection contre les surpressions à froid,
  • Un manque de diversification des moyens de refroidissement des principales pompes, y compris celles de sauvegarde,
  • Une autonomie insuffisante de la source de refroidissement ultime en cas d’accident.
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