Fukushima : les piscines

Naïvement, il semble qu'il faille se préoccuper en premier lieu des accidents de réacteurs en marche. On imagine plus difficilement des accidents arrivant à l’arrêt. On a encore plus de mal à imaginer, qu’ils puissent survenir au sein ces véritables étables pour chevaux de retour que sont les piscines où sont entreposés les combustibles usés des réacteurs. C’est pourtant ce qui est arrivé avec le réacteur N°4 de Fukushima, à partir du 15 mars 2011 et dans les jours qui suivirent.

Le niveau de l’eau dans la piscine de ce réacteur a beaucoup baissé soit par évaporation progressive, soit en raison d’une fuite ou du tremblement de terre, au point de découvrir peut-être le sommet des assemblages situés à 8 mètres de la surface. Tant que le sommet des assemblages n’est pas découvert, aucune matière radioactive ne s’échappe, même si l’eau s’échauffe en commençant à s’évaporer. Seuls s’échappent des gaines de combustible des rayons gamma qui, comme les rayons X, sont pénétrants. Le rôle des 8 m d’eau est de servir d’écran et d’absorber ces gamma. Si le niveau baisse beaucoup, le rayonnement gamma émergeant de la piscine devient si fort qu’il devient mortel de s’en approcher.

Quand la baisse du niveau se poursuit au point de découvrir le sommet des assemblages, le zirconium des gaines s’oxyde et éventuellement prend feu sous l’effet de la chaleur dégagée par les produits radioactifs encore présents dans le combustible.

Contrairement aux réacteurs N°1,2 et 3, le réacteur N°4 était arrêté . Son combustible usé venait d'ête déchargé dans sa piscine où il cohabitait avec des décharges précédentes sorties depuis des mois, voire des années. Il était donc récent et chaud, mais les espèces radioactives les plus agressives comme l’iode-131 avaient disparu. Les radioéléments a même de s’échapper étaient principalement les césium-134 et 137 et le strontium-90.

Des niveaux de radiation très élevés furent observés au dessus du toit des piscines des réacteurs N°3 et N°4. L’hypothèse fut alors émise que ces piscines de 12 m de profondeur se seraient en partie vidées de leur eau au point de laisser affleurer la partie supérieure des assemblages. Une partie des assemblages combustibles de 4m de haut auraient été exposées des heures durant à l’air, avec un début de fontes des gaines et des rejets radioactifs.

En l’absence d’électricité, de moyens de pompage, il fallait donc remettre impérativement en eau ces piscines d’entreposage. A l’aveuglette, de l’extérieur à travers les toitures endommagées, car on ne pouvait ni pénétrer dans les lieux ni disposer de caméras d’inspection. Le largage d’eau par des hélicoptères s’est avéré risqué et peu efficace en raison de l’intensité des rayons gamma qui imposait aux pilotes de prendre de l’altitude au dessus de la toiture. Finalement, on a utilisé de puissantes lances d’incendie pour parer au danger.

Après le 21 mars, le retour progressif de l’électricité a permis une alimentation en eau plus normale. Les piscines d’entreposage des six réacteurs purent être refroidies. Un refroidissement en circuit fermé fut mis en place sur les tranches N°1 à 4. La température est descendue en dessous de 30°C. La désalinisation a été entreprises sur les piscines 2 à 4.

Trois mois après l'accident, des images vidéo de l’intérieur des piscines et des mesures de la contamination de l’eau indiquèrent qu'il n’y avait pas eu de dégradation importante des combustibles entreposés. En revanche, des matériaux étaient tombés dans les piscines à la suite des explosions d’hydrogène qui serait venu du réacteur 3 (via le pied de la cheminée commune)

Les données manquent encore pour comprendre l’origine des pertes d’eau. La rapide évaporation observée dans les piscines N°3 et 4 demeure un mystère. Même sans apport, il faudrait selon les ingénieurs beaucoup de jours pour évaporer une telle quantité d’eau. L’hypothèse d’une fuite est peu probable en raison du renforcement en acier des parois. La piscine aurait pu perdre une partie de son eau lors de l’oscillation due au tremblement de terre.

Des travaux de consolidation ont été entrepris par l'exploitant Tokyo Electric Power (Tepco). Le 18 juillet 2012, le personnel de la centrale a pour la première fois retiré de la piscine du réacteur N°4 deux barres de combustible de 4 m de long, afin d'en étudier l'état et de décider de la méthode à adopter pour extraire les autres. l'extraction des autres barres commencerait au début de 2013.

Après cette première reprise en main et l'arrêt à froid des réacteurs N°1, 2 et 3, l'évacuation du combustible usé des piscines est devenue la priorité des ingénieurs japonais. Les données fournies par Tokyo Electric Power montrent que la majorité des matières radioactives présentes sur le site se trouvaient dans les piscines : 11 125 assemblages de combustibles usés étaient entreposés dans les piscines, soit près de 4 fois autant de matières radioactives que dans le cœur des 6 réacteurs.

Des inquiétudes s'expriment dans l'opinion quant à la fragilité de la piscine ? Que se passerait-il en cas de nouveau séisme ? Les inquiétudes sont amplifiées par les médias. Un exemple récent a été un reportage d'une émission de France 2 très regardée qui assurait , en septembre 2012, qu'un écroulement de la piscine pourrait provoquer un cataclysme équivalent à 5000 fois la bombe d'Hiroshima. D'où peut provenir ce 5000 fois, repris d'un hebdomadaire ? Le 5000 pourrait correspondre au rapport des quantités d'uranium à Fukushima et Hiroshima. Dans le cas d'Hiroshima il s'agissait d'un uranium militaire contenant plus de 90% d'uranium 235 fissile, configuré pour exploser. A Fukushima, la teneur est voisine de 1%. Du bore, un efficace absorbeur de neutrons, est ajouté à l'eau de refroidissement et les paniers qui contiennent les assemblages d'uranium sont en acier boré pour éviter tout risque de départ de réaction en chaine explosive. Si à la suite d'une vidange brutale, l'eau venait à manquer, les réactions en chaine ne pourraient pas non plus se développer faute de neutrons lents. La menace des 5000 Hiroshima est journalistique (abracadabrantesque aurait dit un de nos anciens présidents) !

Par contre en cas de vidange brutale, il faudrait refroidir de manière urgente, mais le dégagement de chaleur serait très inférieur à ceux auquel il a fallu faire face en mars 2011 du fait du temps écoulé. Celle des éléments fraîchements sortis qui avait été à l'origine des évènements d'alors est maintenant divisée par environ 10 après dix-huit mois. On disposerait de davantage de temps pour un refroidissement de secours.

Le bâtiment risque-t-il de s'effondrer ? Lors du seisme de 2011, le bâtiment a bien résisté, comme les autres, grâce aux normes antisismiques japonaises. Les dégâts subis ont concerné l'étage supérieur à la suite de l'explosion d'hydrogène du réacteur N°3 voisin. Cet étage est celui des manutentions. Pour pouvoir vider la piscine de ses combustiles usés, il a fallu consacrer des mois à déblayer les débris, reconstituer l'étage supérieur de façon à pouvoir déployer des systèmmes de manutention. Par la même occasion, le bâti sous la piscine a été consolidé. Des renforts métalliques ont été fixés sous la structure et du béton a été coulé pour la renforcer. N'en déplaise aux scénarios alarmistes, le risque a diminué.

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