Le concept de défense en profondeur a été introduit dans le domaine de la sûreté nucléaire au début des années 1970. Il se concrétise pour les installations nucléaires par la mise en place d’une série de niveaux de défense reposant sur les caractéristiques intrinsèques de l’installation, des dispositions matérielles, organisationnelles et humaines ainsi que des procédures destinées à prévenir les accidents puis, en cas d’échec de la prévention, à en limiter les conséquences. La défense en profondeur est un concept qui s’applique à tous les stades de la vie d’une installation, de la conception au démantèlement.
La mise en œuvre effective du concept de défense en profondeur évolue au cours du temps, en tenant compte du retour d’expérience du fonctionnement des installations, et notamment des incidents et des accidents survenus dans les installations, de manière à construire une défense toujours plus efficace.
Pour les réacteurs en exploitation, la défense en profondeur est aujourd’hui structurée en cinq niveaux (voir par exemple le rapport INSAG-10 de l'AIEA ou le rapport de WENRA sur la sûreté à la conception des centrales nucléaires), visant à prévenir l’apparition et à limiter les conséquences de défaillances techniques, humaines et organisationnelles pouvant conduire à des incidents ou des accidents. Les différents niveaux de la défense en profondeur s’appliquent dans les différents états de l’installation, du fonctionnement normal jusqu’aux accidents de fusion du cœur. À chaque niveau de la défense en profondeur, sauf pour le niveau 5, correspondent des dispositions visant à prévenir l’évolution vers des situations plus graves.
Lors de la conception des réacteurs actuellement en exploitation, la défense en profondeur ne comprenait que trois niveaux.
La défense en profondeur est désormais inscrite dans la réglementation avec l’article 3.1 de l’arrêté du 7 février 2012 modifié fixant les règles générales relatives aux installations nucléaires de base. Le guide n°22 de l’ASN élaboré conjointement avec l’IRSN décline cet article pour la conception des réacteurs à eau sous pression :
- Le premier niveau de défense a pour objet de prévenir les incidents ;
- Le deuxième niveau de défense a pour objet de détecter la survenue de tels incidents et mettre en œuvre les actions permettant, d’une part, d’empêcher que ceux-ci ne conduisent à un accident et, d’autre part, de rétablir une situation de fonctionnement normal ou, à défaut, d’atteindre puis de maintenir le réacteur dans un état sûr ;
- Le troisième niveau de défense a pour objet de maîtriser les accidents n’ayant pu être évités ou, à défaut, de limiter leur aggravation en reprenant la maîtrise de l’installation afin de la ramener et de la maintenir dans un état sûr ;
- Le quatrième niveau de défense a pour objet de gérer les situations d’accident consécutives à l’échec des dispositions des trois premiers niveaux de défense en profondeur et conduisant à la fusion de combustible, de façon à en limiter les conséquences, notamment pour les personnes et l’environnement.
Tandis que le quatrième niveau de défense permet de gérer les situations d’accident avec fusion de combustible, le troisième niveau a pour objectif de prévenir cette fusion dans le domaine de conception de référence (niveau 3a) et dans le domaine de conception étendu (niveau 3b) […]
Par ailleurs, un cinquième niveau de défense en profondeur, visant à la gestion de crise par les pouvoirs publics, a pour objectif d’atténuer les conséquences radiologiques des rejets radioactifs susceptibles de résulter de conditions accidentelles. À cet égard, des dispositions de conception spécifiques doivent être prévues.