Fukushima un nouveau Tchernobyl ?

Suite à une discussion sur Facebook je me suis rendu compte que la plupart de personnes de mon entourage avait besoin de comprendre les termes et les concepts entourant le l’industrie nucléaire pour comprendre les événements des incidents du 11 mars dans la province de Fukushima au Japon. En effet les médias ne maitrisant pas le sujet raconte plus ou moins n’importe quoi sans savoir de quoi ils causent. Le résultat c’est que la population Française s’affole en recevant des données contradictoire tantôt ce n’est pas grave, tantôt c’est un nouveau Tchernobyl. La vérité est sans nul doute entre les deux, si je me réfère aux données brutes envoyées par les autorités du Japon à l’ASN. Ayant quelques connaissances sur le fonctionnement d’une centrale nucléaire et de son jargon je vais tenté de vous éclairer. Et vous vous ferez votre opinion par vous même. Ma source d’information principale est celle-ci.

Le 11 mars 2011 après un séisme de 9.0 degrés sur l’echelle de Richter une vague de 10 mètres s’est abattue sur deux complexes nucléaires de la province de Fukushima. Daichi comptant 6 réacteurs de type REB (Réacteur à Eau Bouillante) construite entre 1970 et 1979 appartenant à la société privée Tepco. Trois des six réacteurs étaient à l’arrêt pour maintenance lors du tsunami donc pour eux la situation a été rapidement sécurisé. Les trois autres sont en difficulté avec un risque de fusion des réacteurs. Ensuite les site de Daini un peu plus au sud de la province de Fukushima compte 4 réacteurs de type REB construit entre 1981 et 1986. Les centrales étant un peu plus récentes et un peu plus éloigné de l’épicentre ont été moins durement touchée, cependant des rejets ont été faits pour évité des surpressions dans l’enceinte de trois des quatre réacteurs.

C’est un grave accident nucléaire, lors des rejets il y a eu des émissions de radio-élément en quantité beaucoup plus faible que ceux engendrés par Tchernobyl. Douze employé ont été contaminés les doses ont légèrement dépassée les doses maximal admissible en 1 an. Les explosions dont nous parle les journaux sont dû à des rejets d’hydrogène du circuit de refroidissement (source froide) des réacteurs de Daichi, d’où le risque d’emballement du réacteur, mais apparemment les militaires américains seraient intervenus avec un liquide de refroidissement afin d’éviter l’emballement. Le réacteur n’aurait a priori pas eu de rupture de confinement.

Jusqu’à aujourd’hui le risque de fusion du réacteur nucléaire est maîtrisé, et les principaux risques qui demeurent sont surtout du côté des répliques qui pourraient créer d’autres tsunami. Le danger de fusion pourrait alors re-augmenter sur les installations déjà endommagée. Pour qu’il y ait un nouveau tsunami il faudrait une secousse d’au moins 7 sur l’échelle de Richter avec un épicentre proche des côtes Japonaises. La probabilité est faible mais ça reste possible.

(sous réserve que les infos que j’ai eu soient exactes –>) Les rejets radioactifs dont parlent les médias avec un ton alarmiste, n’ont pas grand chose à voir avec ce qu’avait été le nuage de Tchernobyl. Ces rejets ont été de très courte durée afin de faire descendre la pression dans l’enceinte du réacteur. Les radio-éléments émis ne sont pas aussi concentré et le nuage et beaucoup moins grand qu’à Tchernobyl. La direction du vent lors des rejet était vers l’est donc vers l’océan Pacifique. Une bonne partie des radio-éléments dont le césium 137 tomberont dans la mer. L’eau de mer atténue les radiations une fois les radio-éléments dissous. L’impacte sera mineure sur l’environnement aquatique. L’activité volcanique produit naturellement ces radio-éléments (radon et césium) en quantité plus faible certe mais la nature arrive à les assimiler. Le point critique au niveau de l’environnement c’est sûrement les 20 km autour de Daichi qui risquent de rester contaminé par du césium 137.

Pourquoi donne t-on des pastilles d’iode à la population ? Les radio-éléments les plus nocif sont l’iode 131, le césium 137 et le radon 222. L’iode 131 a une courte demi-vie de 8 jours et se transforme en Xénon gaz rare inerte non radioactif, la prise d’iode 127 isotope naturel limite la fixation de l’iode 131 dans la thyroïde et du même coup empêche le cancer de la thyroïde. Le césium 137 est un métal lourd, liquide à la température ambiante et se présente un peu comme du mercure. Il est toxique par sa nature chimique et il est éliminer lentement de l’organisme sa demi vie dans le corps humain 70 jours. Il est éliminé par les urines. La prise de potassium en prévention peut limiter la fixation du césium dans l’organisme. Le césium 137 a une demi vie de 30 ans (tous les 30 ans la moitié du césium 137 est dégradé en baryum). Le radon 222 est un gaz donc il reste disoous dans l’atmosphère, sa demi-vie est très courte 4 jours, mais se transforme en plusieurs atomes différents avant d’arrivé à du plomb 210 non radioactif. Le radon est un gaz rare donc inerte chimiquement, cependant il est reconnu cancérogène de part sa radioactivité. Sur le site de Tchernobyl les principales contaminations résiduelles encore existante sont dû au césium 137.

Pourquoi des injections d’eau de mer avec l’ajout de bore dans les réacteurs ? Le bore et les minéraux contenu dans l’eau de mer ont la particularité de bloquer une partie des neutrons. Là ça devient un peu plus compliquer. Je vais tenter de vous expliqué comment fonctionne une centrale nucléaire. Le réacteur est une grosse chaudière, mais pour qu’il chauffe on réalise une réaction en chaîne contrôlée pour produire des neutrons qui vont percuter des noyaux d’uranium et qui vont eux mêmes produire de la chaleur et plusieurs neutrons. Pour les réacteurs de type REP français (Réacteur à Eau Pressurisée) la divergence optimum (en théorie) est de 2.5 c’est à dire qu’on essaye qu’un neutron produise statistiquement 2.5 neutrons. C’est le point d’équilibre car 1.5 neutrons ne vont pas rencontrer un autre atome d’uranium.

Voilà pour la théorie, maintenant lorsque le réacteur dépasse le facteur de divergence 3 ou 4, on parle d’emballement du réacteur et la réaction en chaîne s’accélère et de plus en plus de neutrons son produits, la chaleur augmente aussi de plus en plus. Les gaines qui contiennent le combustible commencent alors à fondre, c’est là qu’on commence à parler de fusion. Pour contrôler ce phénomène on utilise des barres de graphite (comme le carbone qu’il y a dans votre crayon à papier) qui enrayent la réaction en chaîne en bloquant les neutrons. Ces barres de graphite se glissent entre les gaines, donc si celles-ci sont déformées par la chaleur, les barres de graphite se trouve bloquer donc plus moyen de contrôler le réacteur. C’est ce qui s’est passé à Tchernobyl. En passant à Tchernobyl il n’y a pas eu d’explosion nucléaire avec un champignon atomique. En fait les ingénieure russe tentait de faire de la surgénération (phœnix) dans un réacteur classique ils ont dépassé le point de divergence critique les barres de graphites sont rester bloqué lorsque les gaine ont commencé à fondre. La pression à l’intérieure de la cuve à augmenter au point de faire exploser le couvercle du réacteur. Une fois la pression évacuer le matériel en fusion s’est enfoncé dans le sol comme de la lave En rejetant à l’air libre une quantité énorme de radio-élément.

Maintenant pour en revenir à ce qui se passe au Japon, l’injection d’eau de mer avec du bore vise à s’ajouter au rôle des barres de contrôle en graphite, pour faire passer la divergence en dessous des 2.5, donc pour stopper au maximum toutes réactions. L’eau boré est utilisée dans les piscines de transfert de combustible c’est un excellent neutrophage. Avec cette méthode le refroidissement totale des cœurs peut durer plusieurs mois. Les Japonais doivent certainement prendre des précautions et parer à l’éventualité d’un autres séismes. Cependant l’injection d’eau de mer va endommagé définitivement les réacteurs. De toute façon il n’est plus question d’envisager l’exploitation de ces réacteur. Je pense que les six tranches de Daichi vont être démanteler suite à cet incident, elles sont trop endommagées et obsolètes.

Cependant le débat sur le nucléaire français est complétement absurde. Je ne suis ni pro-nucléaire ni anti-nucléaire, mais la situation du Japon n’est en rien comparable au parc français. Le risque sismique n’est pas le même (sauf pour Fessenheim, mais le risque est moindre et est en cours de réévaluation). De plus Daichi et Daini sont basés sur la technologie REB (Réacteur à Eau Bouillante). Le parc Français est constitué de centrales de technologie plus récente basée sur le REP (Réacteur à Eau Pressurisé) avec notamment un circuit secondaire, voir ici ce qui n’est pas le cas des réacteurs de Fukushima. Admettons par exemple que Paluel soit victime d’un tsunami (admettons) et que le circuit secondaire soit détruit, il n’y aurait pas de rejet radioactif, les barres de graphite seraient tombées automatiquement pour ralentir le réacteurs et des moteurs diesel aurait repris le relais pour assurer la circulation de l’eau dans le circuit primaire. Daicihi n’a qu’un circuit primaire sans échangeur. Voir ici.

Pourquoi avoir construit des centrale au bord de l’eau ? Les réacteurs nucléaires sont des chaudières qui doivent impérativement évacuer la chaleur qu’ils émettent. Les centrales nucléaires ont besoin pour cela d’une source froide pour recondenser l’eau en sortie des turbines donc d’un plan d’eau à proximité. Le Japon n’a pas trop le choix pour positionner ses centrales, entre les volcans à l’intérieure des terres, étant constitué d’une part importante de côte et les cours d’eau à peine suffisant pour refroidir un seul réacteur c’était tout naturel qu’il construise leur centrale au bord de la mer. En France une des solutions a été d’adopter les tours aéro-réfrigérantes là où les points d’eau n’es pas suffisamment en débit pour refroidir tous les réacteurs. Le circuit tertiaire est refroidi par l’air et la partie qui s’évapore est compensée par une faible ponction dans un fleuve. Les fumées sont juste de la vapeur d’eau strictement non radioactive.

Une petite précision aussi sur les termes, car je viens de voir l’émission « C dans l’air » de Yves Calvi et j’ai noté une confusion dans ses propos sur le terme « fusion ». Les réacteurs nucléaires sont basés sur la fission nucléaire, c’est à dire qu’on éclate les gros atomes d’uranium pour donner du plutonium et des neutrons. La fusion nucléaire est encore expérimentale avec le projet ITER. Il s’agit de produire un atome d’hélium ou de tritium à partir de 2 atomes d’hydrogène (c’est ce qui se passe dans le soleil). Mais lorsqu’on parle de fusion du cœur du réacteur cela n’est pas de la fusion nucléaire, mais juste de la fusion physique des matériaux. En d’autre terme le métal des grappes de combustible fond comme de la bougie pour donner une sorte de lave. Je trouve quand même grave qu’un journaliste ne s’informa pas un minimum sur un tel sujet. Ce que je trouve encore plus dommage c’est qu’aucun des sois-disant spécialistes autour de la table ne l’ai repris.

La situation est moins grave que Tchernobyl dans le sens où les réacteurs sans circuit de refroidissement ont été maîtrisé avant la fusion totale des réacteurs problématiques de Fukushima et surtout que confinement a été préservé. La population a été évacuée très rapidement (malgré le manque d’infrastructure dû au séisme) contrairement à ce qui s’était passé à Tchernobyl. Et je pense qu’ils ne pouvaient pas faire beaucoup mieux, même si les autorités japonaises ne communiquent forcément pas toutes les informations, pour l’instant la priorité n’est pas trop de s’occuper de l’opinion publique. C’est la première fois dans l’histoire du nucléaire que plusieurs cœurs sont simultanément menacés en cela on peut dire que la situation est un peu plus critique que l’explosion de Tchernobyl. Et même lorsque les coeurs seront refroidies il faudra trouver un moyen de décharger les éléments combustibles de manière sécurisée, cela ne va pas être facile. Maintenant il faut croisé les doigt pour qu’il n’y ait pas de réplique au-dessus 7 sur l’échelle de Richter au large de sendaï pendant ce délai.

Mithrandir79