Energie nucléaire et déchets radioactifs : La sécurité des centrales

Accueil > Energies renouvelables > Energie nucléaire et déchets radioactifs : La sécurité des centrales

La sécurité des centrales

Dans un réacteur nucléaire, on doit entretenir en permanence une réaction de fission en chaîne sans jamais la laisser s’emballer. Une telle perte de contrôle ne transformerait pas réellement le réacteur en bombe nucléaire, mais se traduirait à coup sûr par des échauffements susceptibles de provoquer des dégâts considérables. Le terme ultime de tels échauffements est la fusion du cœur du réacteur. C’est le fameux syndrome chinois, rendu célèbre par un film catastrophe, et c’est aussi le type d’accident survenu à Three Miles Island (États-Unis), en 1979, sans conséquence pour l’environnement, et à Tchernobyl, en Ukraine, en 1986. Dans ce dernier cas, la fusion du cœur fut accompagnée d’une explosion du réacteur, qui conduisit à une importante émission de produits hautement radioactifs dans l’atmosphère.

Face à ce danger crucial, il est essentiel de bien maîtriser la réaction en chaîne. Pour ce faire, les réacteurs nucléaires sont équipés de tout un arsenal de capteurs et de détecteurs couplés à des systèmes de régulation, qui permettent de maintenir la puissance à un niveau déterminé. Le flux de neutrons à l’intérieur du réacteur est d’ailleurs assez facile à réguler en introduisant ou en escamotant des barres de cadmium qui absorbent les neutrons thermiques avec une très grande efficacité. Le système est conçu de telle sorte qu’en cas de danger les barres tombent entre les gaines d’uranium sous l’action de la pesanteur, ce qui évite d’avoir recours à toute sorte de moteur ou source d’énergie qui pourrait justement tomber en panne au m moment critique.

Bien entendu, il existe d’autres sources d’accident potentiel que l’emballement de I la réaction en chaîne. On peut citer, par exemple, la défaillance d’un circuit de refroi- m dissement, amenant des surchauffes dans le cœur du réacteur. Dans ce cas, la première mesure à prendre est la même : arrêter le réacteur par introduction des barres de M contrôle, avant que des dégâts importants ne se produisent.

Cependant, même lorsque le réacteur fonctionne normalement, il constitue un a objet très dangereux. Autrefois, la meilleure représentation de l’enfer sur Terre était m le cratère d’un volcan en éruption ou l’intérieur d’un haut fourneau. Aujourd’hui, le 1 cœur des réacteurs nucléaires offre une alternative à ces terribles représentations. La 1 température y est élevée, mais ce qui stimule le plus l’imagination, c’est la haute in- 1 tensité de rayonnements qui y règne. Ces rayonnements, invisibles, proviennent de deux sources distinctes :

– La première est l’émission, au cours des réactions de fission qui sont la source- même de la production d’énergie, de neutrons et de rayonnements y dits « prompts ». En toute rigueur, ces radiations ne sont pas dues à des phénomènes de radioactivité, et leur émission cesse dès que le réacteur est arrêté.

– La seconde source de rayonnements, c’est la radioactivité des nombreux isotopes produits par le fonctionnement normal du réacteur. Ces isotopes peuvent être | classés en trois catégories : les produits de fission, qui résultent directement de la rup- ; ture du noyau d’uranium 235, les éléments lourds, produits principalement par interaction des neutrons de fission avec les noyaux d’uranium 238, et les produits d’activation des gaines et autres matériaux présents dans le cœur. Ils émettent des rayonnements a, (3 et y, ainsi qu’un faible flux de neutrons, dits « différés ». Contrairement au cas précédent, une fraction importante de ces rayonnements persiste lorsque le fonctionnement du réacteur est interrompu. Nous reviendrons sur ce point à propos des déchets radioactifs.

De façon générale, l’hypothèse d’un accident survenant dans une centrale nucléaire est particulièrement inquiétante parce qu’aux dangers courus par les personnes travaillant sur le site -comparables à ceux qui existent auprès de toute installation industrielle d’envergure – s’ajoute le risque de diffusion de matières radioactives dans l’environnement. Dans les réacteurs de type REP, la parade imaginée contre cette éventualité est la mise en place de trois barrières successives :

les gaines contenant l’oxyde d’uranium sont étanches et les produits radioactifs qu’elles contiennent ne peuvent normalement pas en sortir ;
le cœur du réacteur est lui-même enfermé dans une cuve en acier ttès solide, également étanche, qui constitue la seconde barrière de confinement de la radioactivité ;
enfin le bâtiment lui-même comporte une enceinte hermétique en béton, susceptible de résister à des forces considérables. Cette enceinte constitue la troisième barrière. C’est elle aussi qui arrête les rayonnements.

Bien entendu, l’énergie issue de la fission doit traverser les trois barrières. C’est là que se situe le rôle du fluide caloporteur, l’eau dans un REP. Celle-ci doit transporter la chaleur, mais non la radioactivité. L’eau qui circule dans le cœur se trouvant obligatoirement activée par les hauts flux de neutrons et de rayonnements gamma qu’elle traverse, on a recours à deux ou plusieurs circuits en cascade, liés les uns aux autres par des échangeurs thermiques , et allant du centre du réacteur à sa périphérie, c’est-à-dire hors des enceintes de confinement.

Avec un recul d’une cinquantaine d’années sur le fonctionnement des centrales nucléaires, on se doit de reconnaître que les accidents ont été – heureusement – très peu nombreux. Ce fait est dû à une évaluation très sérieuse des risques et à la mise en œuvre, dans la technologie nucléaire, de règles de sécurité sans précédent dans les autres industries. Cependant, la puissance gigantesque emmagasinée dans une installation nucléaire, d’une part, et le risque – certes faible mais jamais nul – de dissémination de produits hautement radioactifs sur de très grandes distances, ont fait redouter à juste titre les accidents de type nucléaire. La catastrophe de Tchernobyl, n’a fait que renforcer ces craintes, et depuis lors, une fraction importante de la population des pays industrialisés est opposée à l’installation de centrales nucléaires en grand nombre.