Fukushima 福島第一

[Cet article fait partie de la série de publications en version française d’exposés présentés en mars 2013 au symposium de New York « Les conséquences médicales et écologiques de l'accident nucléaire de Fukushima ». Avec le blog de Kna, le blog de Fukushima participe à la diffusion de ces textes de manière régulière. Merci infiniment aux traducteurs qui se sont investis dans ce grand projet. ]

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Symposium de New York, 11 mars 2013

Les conséquences médicales et écologiques de l'accident nucléaire de Fukushima

Une autre surprise sans surprise
 

par David Lochbaum

directeur du Projet de Sureté Nucléaire, Union of Concerned Scientists (UCS)

Aujourd'hui, c'est le deuxième anniversaire de la catastrophe de la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi. Un tremblement de terre et son tsunami ont engendré la paralysie de la centrale et provoqué la fusion du cœur de trois réacteurs. La catastrophe a forcé des dizaines de milliers de personnes à être évacuées de leurs maisons et a coûté des dizaines de milliards de dollars.

Était-ce "choc et effroi", une tragique surprise qui n'aurait pas pu être prévue et évitée ?

Non, c'était "zut alors", des situations qui avaient été clairement prévues, mais tragiquement laissées non corrigées.

La catastrophe a commencé par un séisme de magnitude 9 sur l'échelle de Richter. Une épreuve sans surprises : Fukushima a été conçue pour résister à de violents séismes. Des documents disponibles suggèrent que les systèmes de sécurité de la centrale ont en grande partie survécu à la secousse et refroidissaient les cœurs des réacteurs comme prévu.

Mais le tremblement de terre a largement endommagé le réseau électrique. Les réacteurs nucléaires en fonctionnement fournissent l'électricité au réseau. Les réacteurs nucléaires à l'arrêt, comme les six unités de Fukushima après le séisme, nécessitent l'électricité du réseau pour les pompes, les ventilateurs, les lumières, les contrôles et les autres équipements utilisés pour refroidir les cœurs des réacteurs. On savait depuis longtemps que le réseau n'était pas protégé contre les séismes graves et qu'il pouvait tomber en panne.

En prévision d'une perte du réseau, les travailleurs avaient installé plus d'une douzaine de groupes électrogènes diesel à Fukushima. Un générateur diesel par réacteur peut alimenter les équipements nécessaires pour refroidir le cœur, le reste fournit une sécurité supplémentaire. Lorsque le tremblement de terre a coupé l'alimentation normale, ces générateurs diesel ont démarré automatiquement et ont fourni l'alimentation de secours.

Le tremblement de terre a non seulement coupé les alimentations normales, mais il a également déclenché une série de tsunamis. En prévision de tsunamis pouvant un jour frapper la façade océanique de la centrale, les travailleurs avaient érigé une digue de près de 15 pieds [~ 4,5 m] de haut le long de la côte. Mais le tsunami qui a frappé Fukushima faisait près de 45 pieds de haut. [~ 14 m]

Des années plus tôt, des chercheurs japonais avaient prévu des risques de tsunami allant jusqu'à 45 pieds [~ 14 m] de haut sur le site. Mais le propriétaire de la centrale et l'autorité de régulation ont rejeté cet avertissement au motif qu'il était trop hypothétique et sans fondement. Aucun changement n'a été apporté aux mesures de protection de Fukushima contre les inondations.

Pour les trois réacteurs en fonctionnement à l'époque, les générateurs diesel étaient situés dans les sous-sols des bâtiments turbines - les bâtiments les plus proches du front de mer. Les eaux du tsunami à peine entravées par la digue ont inondé le site et se sont déversées dans les bâtiments turbines à travers les portes et les volets de ventilation. Les générateurs diesel ont cessé de fonctionner dès que l'eau les a submergés.

Tous les générateurs diesel étaient situés dans les sous-sols. Cet emplacement offre une plus grande protection contre les dommages causés par les tremblements de terre, mais il offre une protection moindre contre les inondations. La constance peut être une qualité surestimée. Savoir s’en défaire augmente les chances d'avoir raison. En d'autres termes, la diversité est une alliée. Si quelques-uns des générateurs diesel avaient été situés plus en hauteur et d'autres plus bas, il aurait alors été plus difficile au tsunami de les détruire tous. Mais l'entreprise a mis tous ses œufs dans le même panier trempé.

Pour faire face à une panne touchant à la fois le réseau électrique et les générateurs diesel, les travailleurs avaient installé des bancs de batteries d'une capacité suffisante pour alimenter le système de refroidissement du réacteur de chaque unité pendant un maximum de huit heures. Mais certaines de ces alternatives aux systèmes d'alimentation de secours étaient également situées dans les sous-sols et elles ont également été endommagées par les eaux du tsunami. Les batteries ayant survécu aux inondations n'ont pas tenu les nombreux jours qui ont été nécessaires aux intervenants pour restaurer les connexions au réseau électrique et réparer les générateurs diesel.

En prévision de défaillances multiples des systèmes, les travailleurs avaient mis au point des procédures pour le raccordement de pompes diesel installées sur des camions de pompiers à des tuyaux qui pourraient fournir de l'eau de refroidissement d'appoint aux réacteurs. Mais la pression produite par les pompes de ces camions de pompiers n’était qu’un quart de la pression normale à l'intérieur des cuves des réacteurs. En d'autres termes, les camions de pompiers étaient inutiles, s’il n’était pas possible de réduire la pression à l'intérieur des cuves de réacteurs.

En prévision de la nécessité d'abaisser la pression dans la cuve du réacteur, les travailleurs avaient installé des vannes capables de dépressuriser la cuve du réacteur dans l'enceinte de confinement, puis d'évacuer la pression de l'enceinte de confinement dans l'atmosphère. Mais ces vannes avaient besoin d'une alimentation électrique pour s'ouvrir.

Par une ironie cruelle, trois cœurs de réacteurs de Fukushima se sont retrouvés face à une menace de surchauffe après que les vagues de l'océan ont inondé et désactivé les alimentations des deuxième et troisième moyens de refroidissement. La perte du courant a également empêché les ouvriers d'utiliser le quatrième moyen de refroidissement. Construits littéralement à un jet de pierre de l'océan Pacifique - une réserve d’eau gigantesque - trois cœurs de réacteurs ont fondu par manque d'eau.

En prévision qu'un jour les cœurs des réacteurs puissent surchauffer et fondre, produisant de grandes quantités d’hydrogène durant ce processus, les travailleurs avaient installé des systèmes pour purger l'air à l'intérieur des enceintes de confinement et le remplacer par de l'azote avant que les réacteurs ne commencent à fonctionner. En cas d'accident, l'hydrogène se serait mélangé avec le gaz inerte qu'est l'azote et n'aurait pas pu exploser à cause de l'absence d'oxygène. Mais l'accident a fait monter la pression à l'intérieur du bâtiment de confinement. Un excès de pression peut provoquer des fuites d'hydrogène (et de radioactivité) hors de l'enceinte de confinement. Et cela peut mettre en défaut le confinement, donc permettre à l'oxygène de pénétrer dans l'enceinte de confinement et se mélanger avec l'hydrogène.

Pour pouvoir contrôler la pression à l'intérieur de l'enceinte de confinement, les employés avaient installé trois systèmes en apparence diversifiés. Le premier système faisait passer les gaz du confinement le long de tubes métalliques remplis d'eau froide, un peu comme un radiateur refroidit un moteur de voiture. Le second système pulvérisait de l'eau par des gicleurs genre station de lavage de véhicules, montés sur les parois supérieures de l'enceinte de confinement pour refroidir l'atmosphère confinée. Le troisième était simplement d'ouvrir des vannes pour évacuer les gaz de l'enceinte de confinement directement dans l'atmosphère extérieure et réduire ainsi la pression. Mais ces trois systèmes différents avaient un point commun : ils avaient tous besoin de courant électrique pour fonctionner. Et sans électricité, ils se sont avérés aussi utiles qu'un cautère sur une jambe de bois.

L'hydrogène s'est échappé des enceintes de confinement dans les bâtiments des réacteurs les entourant. Les travailleurs avaient installé à l'intérieur des confinements des instruments donnant les concentrations en oxygène et en hydrogène. Ces instruments permettent aux employés de contrôler la concentration en oxygène pendant le fonctionnement normal et d'ajouter de l'azote lorsque c'est nécessaire pour maintenir inerte l'atmosphère de l'enceinte, surveiller la concentration d'hydrogène dans des conditions accidentelles et évacuer le gaz avant qu'il ne puisse exploser. Mais l'hydrogène n'était pas supposé pouvoir entrer dans le bâtiment du réacteur, donc aucun instrument de contrôle n'y était installé. Même si des instruments de surveillance de la concentration d'hydrogène avaient été installés dans le bâtiment du réacteur, la panne d'alimentation électrique aurait juste fourni aux employés une autre jauge inutile à regarder. Les ouvriers ont appris que l'hydrogène avait pénétré dans les bâtiments des réacteurs lorsque ceux-ci ont explosé les uns après les autres, comme des dominos nucléaires.

Avec toutes ces prévisions, la seule chose surprenante dans la catastrophe de Fukushima, c’est qu’on puisse en avoir été surpris. Les signes avant-coureurs étaient tous là. Il suffisait d’en tenir compte au lieu de les ignorer.

La fusion des trois réacteurs a forcé des dizaines de milliers de personnes à quitter leurs maisons et leurs biens. Le Centre pour la Recherche Économique du Japon a récemment estimé que cette catastrophe nucléaire pourrait coûter entre 71 et 250 milliards de dollars, dont 54 milliards pour acheter la totalité des terrains contaminés dans la zone des 20 kilomètres et 8 milliards pour indemniser les habitants.

Même si la facture finale reste en fin de compte à l'extrémité inférieure de la fourchette, ce coût demeure beaucoup plus élevé que si on avait investi dans la sécurité par le passé.

Si le réseau électrique avait été renforcé pour résister à un fort tremblement de terre, le fait de continuer à disposer du courant aurait donné aux employés de nombreuses options pour refroidir le cœur des réacteurs.

Si la digue avait été élevée à la hauteur nécessaire pour résister aux tsunamis prévus, le fait de continuer à disposer des alimentations électriques de secours aurait permis aux travailleurs de disposer de nombreuses options pour refroidir le cœur des réacteurs.

Si les générateurs diesel et les moyens de distribution électrique associées avaient tous été situés à des hauteurs différentes, plus haut ou plus bas, la disponibilité probable de certaines de ces sources d'électricité de secours aurait donné aux ouvriers suffisamment d’options pour refroidir le cœur des réacteurs.

Si les batteries d'accumulateurs avaient été dimensionnées pour durer des jours plutôt que des heures, le fait de continuer à disposer d’électricité de secours aurait donné une chance aux ouvriers de refroidir le cœur des réacteurs.

Si on avait donné aux travailleurs un plan d'action viable à suivre une fois les batteries épuisées, ils auraient conservé une chance de refroidir le cœur des réacteurs.

Le coût de toutes ces mesures, si elles avaient été prises, aurait peut-être dépassé 71 milliards de dollars. L'élément le plus coûteux de cette liste est de protéger un réseau étendu contre de graves tremblements de terre. Son coût à lui seul aurait pu approcher, voire dépasser 71 milliards de dollars.

Mais il n'aurait pas été nécessaire d'investir dans toutes ces mesures de sécurité, ni même dans la plus chère d'entre elles. Si une seule, même la moins chère, de ces mesures de sécurité avait été prise, nous n'en serions pas là. On ne fait pas de colloque sur les catastrophes qui ont pu être évitées.

Si une digue plus haute avait été érigée sur le site, aucune des autres mesures de sécurité n'aurait été nécessaire pour éviter la catastrophe de Fukushima. Le tremblement de terre aurait quand même coupé la source normale de courant de la centrale, mais les générateurs diesel n'auraient pas eux aussi été perdus. Ils auraient pu alimenter les équipements indispensables jusqu'à ce que les connexions au réseau électrique soient restaurées. À moins d’être en or, une digue de 50 pieds de haut (± 15m) aurait coûté beaucoup moins que 71 milliards de dollars.

Si chaque réacteur de Fukushima avait été construit avec un générateur diesel au sous-sol et le second placé en hauteur, une digue plus élevée n'aurait pas été nécessaire. Même si le séisme avait coupé la source d'énergie normale et l'eau du tsunami détruit la moitié des alimentations de secours, certains des générateurs diesel auraient survécu. La relocalisation de certains des générateurs diesel après la construction de la centrale, ou l'installation de générateurs diesel supplémentaires, aurait coûté moins de 71 milliards de dollars.

Si chaque réacteur de Fukushima avait été équipé de moyens de réduire la pression à l'intérieur de la cuve du réacteur lors d'un épisode de perte d'alimentation générale, la catastrophe aurait pu être évitée. Le tremblement de terre et le tsunami auraient tout de même emporté les sources d'énergie normales et les alimentations de secours. Des jeux de batteries indépendants et des bouteilles d'air comprimé pour une poignée de vannes auraient permis aux travailleurs de réduire la pression dans la cuve du réacteur à un niveau où les pompes diesel des camions de pompiers auraient pu facilement fournir l’eau de refroidissement de secours. Le coût de ces mesures aurait été une toute petite fraction de ces 71 milliards de dollars.

Tous les dangers qui ont concouru à la catastrophe de Fukushima avaient été anticipés depuis des années et dans beaucoup de cas, il existait des solutions relativement peu coûteuses. Ce n’est pas comme si on avait été surpris par un danger imprévu. Au contraire, la chose surprenante, c’est qu’on ait pu être victime de risques prévus.

Les accidents graves comme celui de Fukushima continuent d'arriver parce que les propriétaires des centrales nucléaires et leurs régulateurs continuent de prétendre que les accidents graves ne se produiront pas. Prétendre est à la protection ce que deviner est à la connaissance.

Nous avons la capacité de protéger plutôt que de faire semblant. Les centrales nucléaires peuvent être construites et exploitées pour résister à tous les risques prévisibles. Et cette capacité ne dépend que de notre volonté de le faire.

Lorsque les chercheurs ont conclu que le site de Fukushima pourrait connaître un tsunami supérieur à la hauteur de sa digue de protection, son propriétaire et le régulateur ont accepté ce défaut parce qu’ils avaient le sentiment qu’il y avait peu de chances qu'une vague d'une telle hauteur ne survienne. Plutôt que de simplement prétendre que les tsunamis de plus de 15 pieds (± 4,5m) de haut ne peuvent pas se produire, ils auraient dû estimer les conséquences d'une vague plus haute que la digue. Cela les aurait amenés à déménager les équipements existants ou à installer du matériel supplémentaire au-dessus du niveau d’inondation pour qu'ils puissent survivre et assurer le refroidissement des réacteurs. Ou bien, si le coût de ces améliorations s'était révélé excessif, ils auraient pu investir dans une digue plus haute, ce qui aurait coûté moins cher pour fournir la protection nécessaire.

Lorsque les concepteurs ont installé des batteries d'accumulateurs disposant de seulement huit heures de capacité, ils ont fondé cette limite sur le risque, perçu comme faible, qu’une coupure de courant puisse durer plus longtemps. Plutôt que de gentiment prétendre que les pannes d'électricité seraient de courte durée, ils auraient dû examiner les conséquences de pannes plus longues. Cela les aurait amenés à ajouter des bancs de batteries pour disposer de plus de capacité. Ou si cette mise à niveau coûtait trop cher, ils auraient pu investir dans des jeux de batteries et des bouteilles d'air comprimé nécessaires aux travailleurs pour réduire la pression dans la cuve de réacteur, afin de pouvoir utiliser les pompes diesel des camions de pompiers.

Ces exemples illustrent le processus à suivre dès qu'on accepte un niveau de protection inférieur aux risques prévisibles. Les niveaux de protection inférieurs comptent sur la chance que de plus grands dangers ne surviennent jamais. Quand la chance tourne, il est impératif que l'on puisse s'appuyer sur la compétence.

Les propriétaires de centrales et les régulateurs peuvent vouloir considérer la mise en place d'un niveau de protection inférieur à un niveau de risque prévu quand ils évaluent formellement comment la centrale ferait face à un danger plus grand. Quand cette évaluation démontre qu'une contre-mesure solide et fiable est disponible, le niveau de protection réduit peut très bien se justifier. Mais lorsque cette évaluation repose sur l’espoir de miracles et sur la chance, d'autres solutions doivent être envisagées.

Une autre façon de justifier des schémas de protection fixés plus bas que les niveaux de risque attendus est de répondre à la question "et si". Par exemple, si on considère qu'un mur contre les inondations de x pieds de haut est acceptable, il faut répondre à la question "et si une inondation de x pieds +1 de haut se produit vraiment ?" Si la réponse est qu’il faut augmenter la hauteur de la digue ou mettre en œuvre d'autres parades, alors ces mesures de prudence doivent être prises maintenant. Par contre, si la réponse implique qu'aucune précaution supplémentaire n'est à prendre, alors un mur contre les inondations de x pieds de haut peut être justifié.

Pour mieux illustrer cette distinction, imaginez un instant que les dommages de Fukushima aient été provoqués par un impact d'astéroïde plutôt que par un tremblement de terre et le tsunami associé. Il est peu probable qu’on déciderait de monter des boucliers anti-astéroïdes autour des centrales nucléaires au Japon ou ailleurs. La réponse à cette question "et si" implique de petits changements sur le site des centrales et plus probablement une détection plus précoce des astéroïdes à venir.

De quelle manière Fukushima a-t-il impacté la sécurité nucléaire aux États-Unis ? Certains affirment que "ça ne peut pas arriver ici." Si le "ça" fait référence à la fin du statu quo de proclamations vides par lesquelles la Commission de Régulation du Nucléaire entend protéger le public des accidents graves des réacteurs, alors ils ont raison. Si leur "ça" se réfère à des accidents graves, alors ils ont tort.

Le public sera mieux servi lorsque les propriétaires de centrales et leurs régulateurs le protégeront réellement des accidents graves de leurs réacteurs, au lieu de prétendre qu'ils ne peuvent pas se produire. Les accidents graves des réacteurs doivent être maîtrisés avec courage plutôt que par déclaration péremptoire. Pour paraphraser la troisième loi de Newton sur le mouvement, pour chaque risque on doit avoir une protection égale et correspondante. Un système de protection acceptable doit résister seul au risque correspondant, ou en combinaison avec d'autres mesures de protection lorsque le niveau du risque dépasse celui de la protection.

Une caractéristique de la sûreté nucléaire est la prise de mesures de défense en profondeur : Une source d'énergie électrique normale et une de secours pour les composants de refroidissement du cœur, de multiples méthodes de contrôle de la pression à l'intérieur de l'enceinte de confinement, etc. Mais lésiner sur l'une ou l'autre de ces mesures, c'est la porte ouverte à une catastrophe emportant à elle seule toutes les barrières, quel qu'en soit le nombre,

Si Fukushima avait visé plus haut pour une seule - une seule - de ces mesures, nous n'en serions pas là aujourd'hui. Plus important encore, des dizaines de milliers de personnes innocentes seraient aujourd'hui dans leurs maisons, avec leurs affaires, et pourraient continuer à vivre normalement. Pour eux, comme pour les éventuelles victimes innocentes de demain, nous devons tout simplement faire un meilleur travail de protection contre les accidents nucléaires graves.

Transcription anglaise par Afaz

Traduction par Mimi Mato

Relecture par Odile Gérard et Kna

Article de Kna sur son blog