Direction de la Sûreté nucléaire : descriptif
La recherche en sûreté est étroitement liée aux activités d’expertise de l’Institut : elle couvre l’ensemble des éléments (phénomènes physiques, équipements, dispositions…) contribuant à la sûreté des installations nucléaires, avec pour objectif de mieux évaluer les risques et d’améliorer le niveau de sûreté des installations nucléaires. Ces installations sont de plusieurs types : les réacteurs de production d’électricité en opération ou en construction tel que l’EPR, les réacteurs expérimentaux tels que le réacteur Jules Horowitz en construction sur le site de Cadarache, les usines du cycle du combustible telles que celle de La Hague, les laboratoires chauds, sans oublier les transports.
Les principaux axes de recherche en sûreté de l’Institut peuvent être articulés autour de deux types d’enjeux majeurs reflétant la logique de défense en profondeur qui est à la base de la sûreté nucléaire. Le premier type d’enjeux relève de la prévention des accidents : il s’agit de prévenir les anomalies de fonctionnement et les défaillances de systèmes afin d’assurer le maintien de l’installation dans son domaine de fonctionnement autorisé. Dans ce domaine l’essentiel des recherches de l’IRSN est regroupé au sein de quatre thématiques :
- le vieillissement des composants importants pour la sûreté : les recherches entreprises visent à améliorer la connaissance et la compréhension des mécanismes de dégradation des matériaux et des équipements, ainsi que des moyens de les détecter et de prévenir ;
- les nouvelles technologies d’équipements importants pour la sûreté : les programmes de recherche engagés portent sur les moyens de s’assurer du bon comportement des logiciels et des composants électroniques programmés ;
- le risque de criticité : les programmes de recherche engagés visent à enrichir les bases de données nucléaires et affiner les méthodes de calcul permettant de définir les seuils de déclenchement de réactions nucléaires non contrôlées ;
- les facteurs humains et organisationnels : les programmes de recherche portent sur l’évaluation des facteurs de risques pouvant influencer les systèmes humains et organisationnels, notamment les mécanismes de prise de décision, et sur des problématiques ciblées mais d’importance, telles que l’impact de la sous-traitance.
Le second type d’enjeux relève de la limitation des conséquences des accidents : il s’agit de mieux comprendre la phénoménologie d’accidents postulés, y compris les accidents impliquant la fusion du cœur du réacteur, de vérifier l’aptitude des systèmes de sûreté à maîtriser ces accidents et - toujours dans une logique de défense en profondeur - de définir les mesures qu’il conviendrait de mettre en œuvre pour en limiter les conséquences, voire protéger les populations en cas de défaillance de ces systèmes. Les principaux programmes de recherche concernent ici :
- les agressions d’origine naturelle ou industrielle : les programmes de recherche portent principalement sur l’incendie (propagation en milieu confiné et conséquences sur les équipements) et sur le séisme (voir l’unité de recherche en environnement) ;
- le comportement du combustible en situation accidentelle : il s’agit de mieux comprendre – essentiellement pour de nouveaux combustibles ou de nouvelles gestions de combustible - les modes de dégradation du combustible lors d’accidents de perte de refroidissement ou d’insertion de réactivité et de vérifier l’aptitude des systèmes de sûreté à maîtriser ces accidents ;
- les accidents avec fusion de cœur : les programmes de recherche portent sur la compréhension de l’ensemble des phénomènes physiques pouvant se produire lors d’un accident avec fusion du cœur (formation du corium, combustion d’hydrogène, explosion de vapeur, interaction corium-béton…) afin, d’une part de concevoir des moyens de réduire les conséquences de ces accidents, voire de les maîtriser sur les réacteurs de nouvelle génération, d’autre part d’évaluer les relâchements possibles de radioactivité afin de préparer les mesures nécessaires de protection de la population et de l’environnement ;
- le transfert et le confinement de la radioactivité : les programmes de recherche visent à améliorer la compréhension du comportement de produits radioactifs, sous la forme d’aérosols ou de gaz, et des moyens de les piéger.
Ces programmes nécessitent des moyens expérimentaux et de modélisation importants. Ils sont menés en grande partie par l’IRSN, le plus souvent dans le cadre de partenariats nationaux ou internationaux. Dans certains domaines, ils s’appuient sur des recherches amont, menées en collaboration avec le CNRS et les Universités, notamment dans le cadre de laboratoires communs de recherche.