Fukushima 福島第一

L’année dernière, Geoffroy Auneau nous avait fait part de ses questionnements sur les 8 balises permanentes de surveillance de la radioactivité de la centrale de Fukushima Daiichi, nous donnant son point de vue sur la décontamination de l’environnement et l’aménagement de ces postes de mesure. Aujourd’hui, il nous fait partager ses observations sur les mesures des thermocouples placés autour des réacteurs, données qui sont les seules sources d’information sur la température des cuves. Toutes les mesures sont fournies par Tepco, mais la logique de l’opérateur pour conduire le refroidissement des cœurs fondus est loin d’être cohérente. En publiant des mesures de capteurs déclarés par elle-même hors service, la société Tepco cherche-t-elle à brouiller les pistes ou fait-elle semblant de gérer une situation ingérable ? 

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Surveillance des thermocouples de Fukushima Daiichi

par Geoffroy Auneau

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Historique des faits qui ont amené à un suivi particulier des thermocouples.

A partir du 14 juin 2011, Tepco publie quotidiennement les paramètres pour les unités 1 à 3, les paramètres comprennent des températures, pression, débits, niveaux d’eau, débit d’irradiation, etc. Le 12 janvier 2012, sur l’unité 2 des anomalies de températures sont mesurées sur le thermocouple TE-2-3-69N2 (+50°C en 6h), la valeur maxi sera de 150°C, et il deviendra HS le 17 janvier (température négative).

Tepco injectera de l’acide borique le 7/02/12 dans l’unité 2 (crainte de reprise de criticité). Toujours en février 2012, 7 thermocouples connaissent des hausses plus ou moins brusques et deviennent rapidement HS (TE-2-3-66B1, TE-2-3-69H1, TE-2-3-69M1, TE-2-3-69M2, TE-2-3-69N1, TE-16-114R#1, et TE-16-114P#1), et un thermocouple TE-2-3-69E2 connaitra une poussée de fièvre sans tomber en panne.

Le 24 Février 2012, Tepco a reçu une directive sous le nom "Mesures contre l'augmentation de la température dans le fond du RPV de l'unité 2 de la centrale nucléaire Fukushima Daiichi» de l'Agence de sûreté nucléaire et industrielle (NISA) du Ministère de l'Economie, du Commerce et de l'Industrie.

Conformément à la directive, Tepco évalue la fiabilité des thermomètres utilisés actuellement et rapporte les résultats à l'Autorité de la réglementation nucléaire chaque début de mois.

Les éléments traités proviendront essentiellement du réacteur n°2, les autres réacteurs, le n°1 et le n°3 n’ont pas ou peu de problème avec les thermocouples.

Voici un bref aperçu des thermocouples de l’unité 2 déclarés Hors Service depuis 2012 :

Le TE-16-114P#2 est HS antérieurement à février 2012.

Janvier : TE-2-3-69N2

Février : TE-2-3-66B1, TE-2-3-69H1, TE-2-3-69N1, , TE-2-3-69M1, TE-2-3-69M2, TE-2-3-69P3, TE-2-112A, TE-2-112B, TE-16-114R#1 et TE-16-114P#1

Mars : TE-2-3-69B1, TE-2-3-69E2, TE-2-3-69F3 et TE-16-114J#2

Avril : TE-2-3-69A1, TE-2-3-69L2 et TE-16-114N#2

Mai, juin ; juillet, aout : aucun

Septembre : TE-2-3-69F2

Octobre : TE-2-3-69J1 et TE-2-3-69H2

Novembre : TE-2-3-69F1 et TE-2-3-69J3

Décembre : TE-2-3-69K1 et TE-2-3-69K3

Tableau récapitulatif sur les thermocouples.

La colonne « A évalué à l’extérieur » ne permet pas de connaitre l’état fonctionnel des thermocouples sans les sortir de la cuve selon Tepco, cette colonne reste ainsi identique chaque mois dans les rapports publiés. Il faut aussi noter que les courbes ne sont pas publiées. Alors sont-ils réellement en état de fonctionner ?

Depuis novembre 2012, 3 thermocouples ont été ajoutés dans l’unité 2, et en décembre, 7 thermocouples l’ont été dans l’unité 1.

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Unité 1, schéma d’implantation des thermocouples

Unité 2, schéma d’implantation des thermocouples

Légende

- En noir, les thermocouples à évaluer à l’extérieur (valeurs et courbes de températures non publiées)

- En bleu, les thermocouples utilisés pour la surveillance

- En vert, les thermocouples utilisés comme référence

- En rouge, thermocouples HS

- En bleu clair, les thermocouples rajoutés

- O : changement du statut du thermomètre par rapport au mois précédent

Pour vérifier que les thermocouples soient toujours fonctionnels, Tepco mesure la résistance du circuit électrique pour contrôler si l’isolation du système reste toujours correcte (résistance en baisse), ou que le circuit ne soit pas déconnecté (résistance en hausse).

Pour rappel, la mesure de la température se fait par mesure d’une tension auto-induite pour un thermocouple.

Il est noté que les thermocouples (déclarés HS) TE-2-3-69K1 et TE-2-3-69K3 ont des ratios : (moyenne de la résistance lors de l’inspection périodique) / (valeur de la résistance mesurée après l’accident ou défaut) à 1,13 et 1,25 (critère d’acceptation <1,10). Ici le critère n’est plus respecté donc l’isolation du circuit n’est sans doute plus correcte, le montage tend vers le court circuit.

Dans le cas du TE-2-3-69K2 le ratio est à 0,56 (critère d’acceptation <1,10 qui est respecté). Un second critère intervient il s’agit du ratio (résistance DC minimum après l'accident ou défaut) / (mesures de résistance DC) le critère d’acceptation est <1,30, résultat : 1,18. S’agit-il d’un critère de répétabilité de la mesure de la résistance ? Le troisième et dernier critère est à l’appréciation du technicien/ingénieur qui observe les courbes de tendances des mesures. Après vérification le thermocouple TE-2-3-69K2 est correct mais reste quand même sous surveillance.

La dispersion importante des mesures que Tepco réalise sur les résistances me fait douter de l’état réel de fonctionnement des thermocouples.

Légende des prochains graphiques :

- Les pointillés verts représentent un séisme

- Les pointillés rouges sont relatifs à des changements d’injection d’azote

- Les pointillés bleus sont relatifs à des changements d’injection d’eau dans le réacteur

Le graphique ci-dessus montre l’évolution de plusieurs thermocouples dont le TE-2-3-69K1 en bleu foncé, TE-2-3-69K2 en bleu clair à trait épais, TE-2-3-69K3 en vert. Les montagnes russes, puis les soubresauts du TE-2-3-69K2 font penser à un thermocouple HS, mais pour Tepco il est correct (mais reste cependant sous évaluation). Les montagnes russes durent depuis avril 2012 en s’amplifiant un peu chaque mois. Est-ce le signe d’un thermocouple en état de marche ?

Dans la série des erreurs, TE-2-3-69B2, le thermocouple correct selon Tepco (courbe violette), varie autour de -15°C, puis +10°C et enfin -20°C. Dans les précédents rapports les valeurs ont commencé à être négatives à partir du mois d’aout. Le thermomètre se situe en haut de la cuve RPV. Le ridicule ne tue pas, ouf !

Le thermocouple TE-2-3-69A3 (courbe rouge) se passe de commentaire, néanmoins Tepco le considère bon et même sert de référence depuis le début, sic !! Cependant il est sous évaluation, ça contredit la fonction de référence.

Je ne connais pas les changements qui ont lieu le 12/12 et qui ont permis de supprimer les oscillations, la traduction japonaise m’est incompréhensible. Comment ont-ils fait ?

Pour info, le tremblement de terre du 8 décembre a fait chuter les températures d’environ 15°C sur les thermocouples TE-16-114-L#1 et TE-16-114-L#2. Ceci arrive de temps en temps, à la hausse comme à la baisse.

Le tremblement de terre du 15 décembre a fait baisser légèrement de 50°C à 44°C le thermomètre TE-16-114-R#2 (courbe jaune) avant de remonter à 81°C le 14 janvier et 133°C le 21 janvier (voir graphique ci-dessous pour la suite de la courbe jaune).

Les variations observées par les thermocouples TE-16-114-R#2(correct) et TE-2-3-69K1 (HS) se ressemble étrangement. Le TE-2-3-69K1 est situé dans le RPV en fond de cuve, il a le n°26 dans le schéma d’implantation des thermocouples et le TE-16-114-R#2 se situe dans le PCV (n°77) à priori plutôt vers le haut de la cuve.

La baisse brutale de température du 8 janvier n’est pas due à un séisme, aucune donnée de l’USGS n’a été reportée ce jour-là. Est-ce une intrusion d’eau momentanée, ou le début d’un disfonctionnement ?

Rapport d’avril 2012

Rapport de janvier 2013

Les températures en 9 mois n’ont pas beaucoup varié et restent pour certaines assez hautes.

Arrêt à froid ? J’ai comme des doutes ! Le corium ne doit pas être très loin, mais Tepco n’arrive pas à le refroidir. La diminution des débits d’injection d’eau dans le réacteur depuis juin 2012 continue malgré l’apparition de températures chaudes mesurées depuis novembre 2012 par certains capteurs qui tombent rapidement en panne.

Est-ce que l’élévation de température est la cause de la défectuosité du capteur ? Ou est-ce une conséquence de capteur défectueux ? Comme le laisse suggérer Tepco.

Pour ma part, je pencherais sur la cause directe ou indirecte qui rend les capteurs HS. Pourquoi les hausses de températures sont souvent corrélées par plusieurs thermocouples ?

Pourquoi avoir augmenté autant le débit d’eau et injecté du bore au mois de février ?

Beaucoup de zones d’ombre dans l’état fonctionnel des thermocouples. Pourquoi continuer à publier les données de certains thermocouples HS ? Faire la part des choses devient difficile dans l’analyse des données transmises par Tepco.

La situation est elle sous contrôle ?

Sources :

Rapports des thermocouples publiés par Tepco disponibles uniquement en japonais :

Mars 2012 : http://www.tepco.co.jp/cc/press/betu12_j/images/120302a.pdf

Avril 2012 : http://www.tepco.co.jp/cc/press/betu12_j/images/120402j0101.pdf

Mai 2012 : http://www.tepco.co.jp/cc/press/betu12_j/images/120501j0101.pdf

Juin 2012 : http://www.tepco.co.jp/cc/press/betu12_j/images/120601j0401.pdf

Juillet 2012 : http://www.tepco.co.jp/cc/press/betu12_j/images/120702j0101.pdf

Aout 2012 : http://www.tepco.co.jp/cc/press/betu12_j/images/120801j0301.pdf

Septembre 2012 : http://www.tepco.co.jp/cc/press/betu12_j/images/120903j0101.pdf

Octobre 2012 : http://www.tepco.co.jp/cc/press/betu12_j/images/121001j0201.pdf

Novembre 2012 : http://www.tepco.co.jp/cc/press/betu12_j/images/121101j0201.pdf

Décembre 2012 : http://www.tepco.co.jp/cc/press/betu12_j/images/121203j0101.pdf

Janvier 2013 : http://www.tepco.co.jp/cc/press/betu13_j/images/130107j0301.pdf

Données journalières de l’unité 2 : http://www.tepco.co.jp/en/nu/fukushima-np/f1/pla/2013/images/csv_6h_data_2u-e.csv)

Données horaires de l’unité 2 depuis le 12/07/12 http://www.tepco.co.jp/en/nu/fukushima-np/f1/pla/2013/images/csv_1h_data_2u-e.csv

Données horaires de l’unité 2 du 19/12/11 au 12/07/12 http://www.tepco.co.jp/en/nu/fukushima-np/f1/pla/2012/images/csv_1h_data_2u_a-e.csv

http://www.tepco.co.jp/en/nu/fukushima-np/f1/pla/2012/index-e.html

Site internet de TEPCO pour les autres données http://www.tepco.co.jp/en/nu/fukushima-np/index-e.html#anchor03

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Dernière minute

Tepco publie aujourd'hui un schéma pour montrer l'emplacement des thermocouples TE-16-114R#2 et TE-2ｰ3-69K1.
lien : http://www.tepco.co.jp/en/nu/fukushima-np/handouts/2013/images/handouts_130123_03-e.pdf