Details sur les accidents de Fukushima

Source: le blog de AMEBLO

Voici un article écrit par un ingénieur diplômé du nucléaire qui sort de l’ordinaire sans cesse répété par des journaleux qui ne savent pas trop ce qu’ils écrivent, sinon pour se vautrer dans l’émotionnel facile et, par contre coup, de nous susurrer l’anti-nucléaire évident.

NB Merci à blh et son blog pour le lien vers le texte de cet ingénieur , habitant au Japon

テーマ：Francais

Dans cet article, je ne traite pas de l'aspect radio-protection de la population: mesures d'evacutation, de consignement, d'interdiction a la vente de produits agricaux, d information du public (consignes de securite vestimentaire, alimentaire, etc...), pour me concentrer sur la partie nucleaire / sauvegarde de la centrale.

Un peu plus d'une semaine apres le début des accidents a chaine a Fukushima, la situation est en phase de normalisation. Beaucoup d'amis en France ont été tres surpris de notre décision de rester au Japon dans la banlieue de Tokyo. Ayant jeté un regard sur les informations Francaises (le 20h de France 2 par example est entierement visible sur le net ), j'ai été tres surpris par le caractere catastrophisme, exagéré, et souvent mal documenté des differents reportages.

Et je me suis demandé aussi pourquoi leur envoyé special était... a Osaka alors que les problemes sont au nord du Japon (il était a Tokyo les premiers jours mais a fuit entre temps). Personnelement j'y vois une certaine psychose qui tient d'une analyse incomplete des évenements.
Non, Fukushima n'est pas Tchernobyl, et non Tokyo n'est pas Kiev.

• A Tchernobyl, l'accident commence par une explosion nucléaire un accident de criticité (réaction en chaine non controlé).
  Ici il n'y a pas eut et il n'y aura pas d'accident de criticité: les réacteurs ont ete arreté et ne sont plus en masse critique. Toute les explosions sont des explosions classiques, dans un milieu radioactif.
• A Tchernobyl, la cuve n'est pas protégée par une enceinte de confinement. A Fukushima, si, et les enceintes de confinement ont tenu leur role (de confiner les éléments tres radioactifs du coeur)
• A Tchernobyl, les "liquidateurs" ne sont pas au courant des dangers, et ne sont pas protégés, a Fukushima, les employés ont un dosimetre, des combinaisons étanches, et sont relayes avant d'atteindre des doses > 100ms au total (et 20ms par opération).
• Kiev est a moins de 100km de Tchernobyl. Tokyo est a 230km de Fukushima, avec des vents dominant qui ne sont pas tournés vers Tokyo
• A Tchernobyl, la population a été abandonné a son propre sort.
  A Fukushima avant meme la premiere explosition entrainant un nuage radioactif (bien moins radioactif qu'a Tchernobyl) la population dans un rayon de 20km a été évacuée et la population dans un rayon de 30km est interdite de sortir de chez eux
• A Tchernobyl, pas de controle sanitaire sur les fruits / légumes / laitages. Au Japon, controles réguliers des radiations, et interdictions de vente des familles de produits repérés comme étant radioactifs pour des départements entiers.
  

Personellement, j'ai suivi avec beaucoup d'attentions le déroulement des évenements.
Alors que beaucoup de Japonais autour de moi se plaignent que les informations relatives a ces accidents etaient difficilement comprehensible, avec des conférences de presses trop techniques et des évenements trop nombreux, je n'ai pas eu ce probleme. Je n'ai pas eprouvé de problemes a comprendre les différentes conferences de presses, que ce soit celle de la Nuclear Safety Commission of Japan (NSC) ou du gouvernement (en général via le chef du cabinet ministeriel, Yukio Edano ).
Il faut dire que meme si depuis mon arrivee au Japon, mon cerveau a fait un nettoyage un peu poussé des connaissances que j'avais acquises lors de mes études (avec pour excuse bidon: pour faire de la place pour pouvoir y mettre le Japonais), le nucléaire, c'était mon domaine.
Plus exactement, je suis un ingénieur diplomé en Génie Energetique et Nucleaire de L'ENSPG (actuel Phelma ) a l'INP Grenoble, et j'ai un DEA en "Physique de la Matiere et du Rayonnement" a l'université Joseph Fourier de Grenoble, et apres mes etudes, j'ai fais un peu de recherche sur la physique des Ions Lourds dans cette equipe a New York, avec la plupart des experiences faites dans un accélerateur du Brookhaven National Laboratory, la .

Cette base de connaissance m'a permis d'affronter le flux continu d'informations en Japonais sans céder a la panique.

Retour sur les évenements..

11 Mars:

Fort tremblement de terre.

Aussitot, les barres de controle tombent sont insérées automatiquement, et tous les réacteurs passent en mode arret.

Cette étape est la plus importante. A ce stade, un accident du type Tchernobyl est écarté.
A Tchernobyl, un probleme de conception des barres de controles _extremités en graphite_ a fait que la chutte des barres a entrainé une augmentation du nombre de neutrons et une premiere explosion (atomique), et apres, on il y a eut des explosions d'hydrogene dans la centrale qui n'avait pas d'enceinte de confinement.

De plus, en passant en mode arret, l'énergie tombe a environ 1/20eme de celle du reacteur en marche.
Toutefois, 1/20eme de l'énergie d'une centrale nucléaire, c'est énorme...
Et toute cette énergie, se dégage sous forme thermique.
Malheureusement, le raz de marée qui suivit entraine un station blackout. (perte de courant sur toute la centrale). Un station blackout, c'est l'accident "le plus improbable", car chaque centrales a non seulement une connection sur le reseau électrique (en temps normal, c'est elle qui fournit), et plusieurs circuits de secours (moteur diesel). La les circuits de secours sont tous tombés en panne une fois les pieds dans l'eau du tsunami.
Incapable de refroidir les coeurs, l'état d'urgence nucléaire est déclaré, et les premieres évacuations commencent.

Dans la centrale #1, la pression dans l'enceinte de confinement augmente dangereusement, et pour sauvegarder cette cuve, un employé se fait irradier en allant ouvrir une vanne.
L'ouverture de cette vanne permet de dégazer et de faire baisser la pression / mais entraine les premiers rejets radiactifs.

12 Mars:

Dans le reacteur numero 1, debut de fusion du coeur.

Cela ressemble a l'accident de Three Miles Island. Deux différences majeures toutefois:

* A Three Miles Island, le reacteur était a pleine puissance. A Fukushima, il est a l'arret.
mais
* A Three Miles Island, la salle de controle etait entierement opérationelle. A Fukushima, on est en Station Blackout, et les systemes de refroidissements de secours sont tous tombés en panne.

Du coup, les ingénieurs de Toden décident d'injecter directement de l'eau de mer dans l'enceinte de confinement.

Cette decision est inédite.

Mais il est clair que c'était la bonne:
1) il fallait refroidir le coeur

2) il fallait absolument maintenir l'intégrité de la cuve et de l'enceinte de confinement.

C'est un équilibre difficile, et a cette fin, la pression est plusieurs fois abaissée par des dégazages (de l'hydrogene _radioactif_ qui s'accumule dans le batiment principale de la centrale)

En soiree, explosion dans la partie superieure du batiment, qui laisse apparaitre sa structure beante...

L'explosion provoque un nuage radioactif...

13 Mars:

Je ne sais pas exactement a quel moment, mais de l'acide borique est rajoutée a l'eau de mer qui est injectée dans l'enceinte.
Pourquoi de l'Acide Borique ? Dans le pilotage d'un centrale, cette acide est un "poison" connu et tres utilisé. Il absorbe les neutrons, ce qui a pour effet de ralentir les réactions nucléaires (qui sont souvent générés par l'absorption d'un neutron par un atome d'uranium qui ensuite fissionne).

Cela réduit d'autant plus les risques de réactions en chaine (et donc d'explosion atomique).

Le réacteur étant a l'arret avec les barres de controles injectée, les risques de retour en criticité sont faibles. Mais d'un point de vue théorique pas completement nul: en cas de fonte du coeur, une partie du combustible se depose au fond de la cuve (et finit par la percer, apres création d'un magma _corium_ tres chaud), et si cela entraine une trop forte concentration de l'uranium cela peut créer un retour en criticité...

Toutefois, les opérations d'injection d'eau de mer sont compliquées par les répliques du seismes.

Dans les réacteurs 1 et 3, l'augmentation de la température du coeur fait que la partie supérieure des barres de combustibles dépassent du réfrigerant

=> Début de fusion du reacteur #3
C'est le deuxieme accident grave en 2 jours...

14 Mars:

Suite au début de la fusion du réacteur #3, l'hydrogene produit (par reaction sur la gaine). qui a fuit du reacteur (c'est pas completement étanche, surtout au niveau des joints des vannes, surtout que l'hydrogene est un élément miniscule), s'est accumulé dans le haut du batiment.
Comme celle du réacteur #1 deux jours plus tot, explosion.

11 blessés, et fortes émissions de radiations.

Avec cet accident, de nouveau des retards dans l'injection d'eau de mer...

A ce niveau-la on se demande ce qui va se passer pour le réacteur #2...

L'eau de mer est-elle déja injectée dans ce réacteur ? Ou seulement les préparatifs en vue d'une eventuelle injection sont-ils fait ?

Je ne sais pas.

Lorsque l'on regarde la télé, ca a l'air simple comme opération (genre remplir sa baignoire).
Toutefois, c'est loin d'etre le cas.

Il faut effectuer des raccords sur les vannes disponibles (en zones radioactives), ouvrir les dites vannes (manuellement, car en systeme blackout), alors que le réacteur est sous pression...

Une fois la pompe raccordée proprement, l'opération doit etre plus facile (d'ou l'intéret de préparer l'opération avant que la situation ne l'exige de facon urgente). Et comme on pouvait le craindre, la température et la pression commence a augmenter dangeureusement dans le réacteur numéro deux.
Injection d'eau de mer.
Mais la erreur: la pompe tombe en panne seche sans que personne s'en rende compte.
Pendant plusieurs heures, la pompe cesse de fonctionner, les barres de combustibles du réacteur #2 se retrouve a vide (hors du liquide). La cocotte minute tourne meme sans eau pendant un moment (oops).
Remise de l'essence dans la pompe et remise a flot (marin) du réacteur, mais le mal est fait.
=> 3eme fonte de reacteur en 3 jours

A ce niveau la, et au vu de ce qui c'est passé pour les 2 autres centrales, on s'attend a ce qu'on ait de nouveau une explosion d'hydrogene qui nous enleve la toiture du batiment #2.

Pour éliminer cette possibilité, le plus simple serait de faire un trou dans le toit avant que le trop plein d'hydrogene s'en charge. (L'hydrogene, surtout chaud, c'est léger, alors ca partirait tout de suite chauffer (et irradier) les oiseaux.

Je ne sais pas si cette hypothese a été étudié et si il y a eu un probleme technique pour la mettre en oeuvre. Elle sera mis en oeuvre sur les batiments 5 et 6 ultérieurement en tous cas...

15 Mars:

Le réacteur #2 continue d'attirer l'attention.
A 6h10 explosion.
Toutefois, contrairement aux explosions d'hydrogene, qui ont lieu en haut du batiment (car c'est léger), c'est vers le bas, au niveau de la piscine de condensation (utilisee pour reguler la pression dans l'enceinte de confinement. C'est une partie tres radioactive, donc cette explosion libere beaucoup de radiation dans l'atmosphere.
Les raisons de cette explosion sont inconnues (du moins, n'étaient pas connues le 15).
Le probleme avec cette explosion est que l'enceinte de confinement est endommagee, au moins au niveau de la cette piscine de condensation.

Ensuite, c'est le tour du 4eme réacteur de faire des siennes.

Forte exlosion, et incendie dans le batiment enfermant le reacteur #4

C'est un peu une surprise, car les réacteurs #4, #5 et #6 étaient deja en arret avant le tremblement de terre, et le combustible etait dans la piscine.

Normalement, le combustible dans la piscine, c'est tres stable.

La piece n'est meme pas sous pression. et est meme accessible.

Cet accident laisse suposer que ce batiment a été laissé sans surveillance pendant ces quelques jours. (euh, il faut dire qu'avec 3 fontes de coeur de 3 réacteurs en 3 jours, plus deux explosions d'hydrogene, un incendie de raison inconnue, quelques secousses sismiques, les employés, qui venaient de subir un tremblement de terre ultra violent et un tsunami, devaient un peu debordés...)

Il est probable que lors du tremblement de terre, une partie de l'eau de la piscine avait débordé, et apres le combustible, en quantité importante dans cette piscine, a fait s'évaporer progressivement le reste.

Le probleme, c'est que autant cette piece est facile d'acces lorsque la piscine est pleine, si le combustible usé n'est plus sous l'eau, la piece devient tout de suite tres radioactive. En raison de l'éloignement des barres, de l'état usage du combustible, etc... les risques d'une reaction nucleaire sont nuls, toutefois, sans eau, les barres de combustible continuent d'émettre des radiations dans l'atmosphere. Qui plus est, cette piece n'est pas protégée par une enceinte de confinement.
Il "suffit" de remplir la piscine pour régler le probleme... Mais pas facile de la remplir cette piscine qui est tout sauf accessible.

C'est donc le 4eme reacteur en 4 jour avec un accident majeur...

Un vrai scenario de film d'horreur.

16 mars:

C'est le jour ou la réponse vis a vis de la catastrophe a été "en-deca" de mes attentes.

Manque de coordination, probleme de commandement.

L'opérateur (TEPCO) ne commande pas les pompiers, les militaires, et les forces de l'ordre qui sont deployés pour aroser le réacteur. Chacun de ces organismes a ces propres regles d'engagement, et de sécurité.

Le gros probleme ce jour la, c'était dans le refroiddissement des piscines pour les batiments #3 et #4

Malgres des préparations pour un arosage par helicoptere, il a pas lieu.

Malgres des préparations pour un arosage par lance a incendie, et canon a eau, ca n'a pas lieu non plus.

Raison sinvoquées: les radiations sont trop fortes.

Oui mais voila: si elles sont trop forte ce jour la, elles ne seront pas plus faible le lendemain vu que la température monte, et le niveau de l'eau baisse....

Les camions de pompiers (du genre de ceux qui sont utilises dans les aéroports pour les accidents d'avion) sont allignés sur un parking a 2-3 km de la centrale, et rien ne se passe.

Par contre, du cote des bonnes nouvelles, les 3 réacteurs qui ont fait une fusion de coeur partiel on l'air stable avec leur eau de mer...

17 mars:
C'est le premier jour d'arosage, tres médiatisé.
Plusieurs medias en France parleront des "kamikaze" de Fukushima, en comparaison avec les "liquidateurs" de Tchernobyl.
Sauf qu'il s'agit la d'une vision tres "sensationnelle" de la situation.
D'abord, le personnel (militaire, policiers, employes de Tepco, pompiers) qui participe a ces opérations a des combinaisons de protections.
Par example, les membres des forces d'auto-defense qui ont participe a l'operation du 17 mars ont tous subit une irradiation inferieure a 1ms ce jour la (mesuree par dosimetre).
Pour info, a Tchernobyl, ils sont 240,000 a avoir subit des doses supérieures a 100msv (rapport de l'OMS).


18 mars:
Les réacteurs continuent d'etre calme.
Nouveau jour d'arosage des batiments 3 ou 4, ou les piscines continuent de susciter des inquiétudes.
Toutefois, suite a un arosage plus intense ce jour la, le niveau de l'eau semble etre rétablit.
Autre nouvelle positive: TEPCO a reussi a tirer un cable haute tension (avec l'electricité provenant de son voisin Tohoku Denryoku) jusqu'a un transfo sur le site.
Objectif, reconnecter les differents systemes de refroiddissements, mesures, éclairages, etc... des 6 batiments.
Les température des piscines des batiments #5 et #6 sont en augmentation, meme si il reste une marge de quelques jours avant ébullition... (sur ces 2 batiments, il y a un moteur diesel d'un circuit de refroidissement qui fonctionne, et qui est utilisé en alternance sur l'un puis l'autre)

19 mars:
Les sapeurs pompiers de Tokyo réussisent a mettre un place un systeme d'arosage semi-continu (tres prolongé) pour le reacteur #3.
De leur coté, les ingénieurs de Tepco ont reussi a faire redémarer le 2eme circuit de refroiddisement diesel sur le batiment #6, et a connecter le batiment #5 sur le nouveau circuit haute tension.
Apres la remise en circulation de ces systemes de refroiddissement, les températures des piscines chutent en quelques heures de pres de 70 degrés, a 48 degrés.
Pour éviter une explosion a l'hydrogene, 3 trous sont realisés dans le toit des batiments #5 et #6

20 mars:
La température des piscines de carburant usage est de respectivement 37.1 et 41.0 dans les batiments #5 et #6, donc ils sont sortis d'affaire au niveau des piscine (mais pas encore au niveau des réacteurs).
Arosage pour la premiere fois du batiment #4
Arosage aussi du batiment #3.
Dans le batiment #2, qui est intact contrairement aux batiments #1, #3 et #4, la connection au réseau est achevée, et la piscine qui commencait a se vider dangereusement est remise a flot.


Conclusion:
Depuis plusieurs jours, les réacteurs (les coeurs des réacteurs #1, #2 et #3) sont sous controles grace a l'injection de l'eau de mer. Tepco a pour option de dégazer en cas d'augmentation de la pression / température.
Les piscines des #3 et #4 posent le plus de probleme en terme de radiations, radiations qui ralentissent le travail sur place, chaque equipe devant travailler par petites plages horaires (parfois 15min seulement), dans des combinaisons étanches (pas tres facile en terme de mobilité).
Le re-cablage avance, sauf pour la centrale #3, qui reste la plus problématique.
Il est meme terminé pour la #2, et les ingénieurs ont commence a tester un a un chaque apareil. sachant que les machines ont été noyés par l'eau de mer, ils s'attendent a avoir des courts circuits, et ne veulent pas mettre brutalement tout sous tension pour se retrouver avec des explosions partout...

Le pire est tres clairement derriere nous, avec les fontes de reacteurs les 12, 13 et 14 mars.
Toutefois, la centrale continue de relacher des radiations de maniere continue dans l'atmosphere, meme si l'arosage des batiments #3 et #4 a fait baisser cette radioactivité.
Et en cas de montée de pression / température, il peut de nouveau y avoir le besoin pour Tepco de relacher la pression d'une des enceinte de confinement en relachant dans l'atmosphere un nuage qui ferait augmenter de facon tres nette cette radioactivité pendant quelques heures.

Tres loin cependant des scenario ultra-catastrophe que l'on peut voir dans les medias francais.

Risques sur Tokyo:

Tokyo a ete tres epargné par cette catastrophe.
La radioactivite non naturelle a été détectée en tres faible dose
Un seul des nuages radioactif a touche, de facon tres limitee, Tokyo,
Suite a l'explosion du batiment du réacteur #3 le 14 mars, le nuage radioactif sera tres faiblement détecté entre 6h et 9h le 15 au matin (0.5 micro-sv a Shinkuku), et de facons encore plus faible le 21 (puis de nouveau le 22, apres 48h de vent défavorable)...
Les données des radiations sont visibles a la page suivante pour Tokyo

La distance par rapport a Tokyo, le fait que les enceintes de confinement sont intactes, le fait que les vents dominants sont en général des vents d'ouest, le fait que les réacteurs sont mainteant sous controle, fait que les risques sur Tokyo sont mineurs. En cas de dépréssurisation effectué pendant un mauvais vent, il peut y avoir une faible radioactivité temporaraire (ordre de grandeur similaire a la radioactivité naturelle), mais sans plus.

Par contre. plus au nord, des villes comme Sendai, Mito, Ibaraki, Hitachi sont plus susceptibles d'etre touchées.
Et autant Tokyo ne sera touché que par intermitence, de facon rare que quand les vents seront défavorables, autant pour certaines de ces villes / régions, la polution sera plus continue, avec des conséquences plus grave sur l'agriculture. (Heureusement que les vents dominant ont tendance a emmener la majeure partie des radiations au large quand meme, et heureusement que le Japon utilise beaucoup la culture sous serres, moins affectée par ce genre de pollution.

Enfin, l'arosage des centrales en bord de mer implique des rejets important de radioactivite dans la mer, et il y aura besoin d'études sérieuses sur son impact des que les problemes seront entierement réglés.

Difference de traitements des medias:

Beaucoup de couples Franco-Japonais ont vécu ces évenements de facon difficiles.
Le traitement médiatique en France était tres catastrophisme.
Le traitement Japonais etait beaucoup plus précis. En particulier les présentations faites par le gouvernement (conférences de presse du Chef de Cabinet Ministerial, Yukio Edano) étaient précises, rapides, et donnaient des informations qui ont toujours paru correcte.
Ces informations étaient completées par les conférences de presse de l'organisme de la NSC (Nuclear Safety Commission of Japan), un organisme qui a toujours ete en froid avec Tepco (dans le passe, il a réussi a faire tomber le PDG de Tepco en découvrant des falsifications de rapport de sécurité, il a aussi reussi a obliger TEPCO a fermer pour re-inspection 17 centrales nucléaires suite a des incidents similaires).
Et pour le grand public, les experts de la NHK expliquaient de facon tres pédagogiques, et a grand renfort de schéma.
A chaque incident ou nouvel événements, les explications étaient coherentes, et la suite des événements prouvaient a chaque fois qu'il n'y avait pas eut de tentative de mensonges de la part des autorités.
Inversement, la reaction des médias Francais paraissait tres excessive, semblait confondre Tchernobyl et Fukushima, disait par example que lorsqu'ils mettaient de l'eau de mer, c'était une operation "completement desesperee", quand ils aroser les centrales "que les kamikazes" tentaient le tout pour le tout, et que cela montrait que TEPCO avait completement perdu le controle des opérations et n'hésitez pas a sacrifier ses hommes pour s'accrocher a une chance minime d'éviter l'explosion totale (alors que l'arosage etait pour faire baisser la radioactivité sur le site et permettre aux ingénieurs de TEPCO de faire le travail de re-cablage). (Et faudra quand meme que France 2 m'explique ce que son envoyé spécial fait a Osaka...)
Coincé entre ces informations contradictoires, accentué par les recommendations de l'Ambassade de France de quitter la region (et l'organisation d'un rappatriement sanitaire pour les Francais qui le voulait et leur famille), beaucoup de famille Franco Japonaises se sont retrouves en porte-a-faux entre ceux la partie Japonaise qui suivait les informations de la NHK et les journaux Japonais, et la belle famille Francaise qui avait l'air de penser que le Japon etait en train de s'ecrouler completement.
Oui il y a eut des accidents nucleaires tres serieux (voir ci-dessus). Mais non, il n'y a pas eu de Tchernobyl.

Les consequences sanitaires a l'heure actuelle sur Tokyo sont nulles. Elles sont plus inquietantes dans les zones proches de Fukushima, surtout sur le long terme, mais ne justifie pas a mes yeux, de quitter le Japon pour ceux qui n'habitent pas dans ces zones.