LA DEFENSE EN PROFONDEUR,
PIERRE ANGULAIRE DE LA SURETE DU PARC ELECTRO-NUCLEAIRE FRANCAIS.La défense en profondeur (DEP) consiste à prendre en compte, de façon systématique, les défaillances techniques, humaines ou organisationnelles et à sen prémunir par des lignes de défense successives.
Cette méthode de défense prévoit trois niveaux de sûreté :
Pour parer à chacun des accidents de référence identifiés, cinq lignes de défense ont été définies :
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- LA DEP A LA CONCEPTION DES INSTALLATIONS1.1 - Esprit de la conception
La conception des installations se caractérise par une approche déterministe - cest-à-dire recensant les évènements pouvant conduire à la dispersion dans latmosphère ou dans les cours deau de produits radioactifs -, afin de définir des accidents dits " enveloppes ", majorants du point de vue de leurs conséquences dans lenvironnement. Cette approche est complétée par une approche probabiliste permettant dapprécier la probabilité des scénarios accidentels à retenir qualifiés daccidents de référence.
Partant de la fréquence dapparition dévènements initiateurs - tels que brèche du circuit primaire ou rupture de tube(s) de générateur de vapeur -, les études correspondantes sappuient sur le retour dexpérience en exploitation et les essais sur simulateur. Elles sont à même de déterminer la probabilité de succès ou déchec des fonctions de sauvegarde prévues pour limiter les conséquences de ces évènements et ont conduit à prévoir des procédures dexploitation dites H (hors dimensionnement initial) et U (ultimes), en cas daccident très grave (fusion du cur).
Pour un événement dont la probabilité doccurrence peut être considérée comme " faiblissime " (la chute dune météorite, par exemple), on ne prend aucune disposition de protection particulière et lon parle de risque résiduel. Lapproche déterministe considère que, quelles que soient les dispositions prises, aucune activité industrielle nest en mesure de réduire la probabilité de survenue dun accident à la valeur nulle. De cette considération découle la notion de risque acceptable et la définition de la règle de sûreté suivante : plus les conséquences dun accident sont graves, plus sa probabilité doit être rendue faible. Un domaine de conception acceptable est ainsi délimité sur un graphique " conséquences radiologiques - fréquence des évènements ".
Avertissement
: les thèmes et rubriques évoqués dans la suite de cet exposé sont plus ou moins développés en fonction de leur importance ou de leur rôle en matière de sûreté, de leur impact dans lopinion publique, de laccessibilité de certaines des notions quils sous-tendent et de la nécessité bien compréhensible de conserver un caractère synthétique et " grand public " à lexposé.1.2 Dispositions préventives de conception
Ce volet se décline comme suit :
1.2.1 La prévention des agressions externes
Il nest ici question que dagressions accidentelles (Cf chapitre 5 " conclusion et commentaires ").
1.2.1.1 Se prémunir contre les séismes
Définition du séisme prise en compte :
La résistance aux séismes est requise pour tous les matériels et systèmes classés IPS et pour toutes les installations dont la ruine est considérée comme inacceptable.
Le dimensionnement des matériels résulte dhypothèses de charge combinant SMHV ou SMS avec diverses conditions de fonctionnement du réacteur. Des dispositions supplémentaires sont parfois retenues parmi lesquelles on peut citer lîlot nucléaire dUlchin (Corée du Sud) construit sur un radier unique, ou ce radier reposant sur des plots spéciaux avec des patins en élastomère à Cruas et à Koeberg (Afrique du Sud).
La valeur des SMS pris en compte pour le dimensionnement de la plupart des centrales françaises est de 7 (dommages modérés aux constructions ; lézardes) ou 8 (destruction des bâtiments).
Chaque site nucléaire est équipé dun système de détection et denregistrement des séismes avec alarmes en salle de commande. À lapparition dun séisme, ce dispositif permet la mise en état de repli de la (ou des) tranches dans les délais les plus brefs.
1.2.1.2 Se prémunir contre les chutes davions
On considère dabord la probabilité de chute dun avion à partir de données statistiques - par nature, évolutives - recueillies ces dernières années :
On rapproche ces probabilités accidentelles des études et analyses de sûreté. Leurs conclusions stipulent que la probabilité dun dégagement de substances radioactives provoqué par la chute dun avion sur les systèmes et matériels concourant aux 3 fonctions de sûreté doit être inférieure à 10E-7 par an, par tranche et par fonction de sûreté. Cette exigence conduit donc à retenir limpact de deux types davions - le LEAR JET 23 (biréacteur de 5,7 tonnes) et le CESSNA 210 (monomoteur de 1,5 tonne) - supposés heurter les installations à 360 Km/h.
De cette conclusion découlent les dispositions de prévention suivantes :
Pendant toute la vie de la centrale, le trafic aérien est constamment réévalué pour sassurer quil est toujours compatible avec les dispositions constructives dorigine. Par ailleurs, tout survol dun site nucléaire à basse altitude est immédiatement signalé aux autorités civiles et militaires.
1.2.1.3 Se prémunir contre les agressions de lenvironnement industriel, contre les inondations externes, contre les grands froids
Cette prévention, qui a recours à des dispositions somme toute classiques, ne se distingue pas fondamentalement de celle mise en uvre dans toutes les installations industrielles sensibles (explosifs, chimie, pétrochimie...). Il convient néanmoins den mentionner les quelques spécificités :
1.3 Conception de la surveillance et de la détection
Ce domaine de conception ne peut être développé dans le cadre de cet exposé. Il concerne les thèmes suivants :
1.4 Conception des moyens daction
Ce domaine de conception ne peut pas, non plus, être développé dans le cadre de cet exposé. Il concerne les thèmes suivants :
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- LA DEP PENDANT LA CONSTRUCTION ET A LA MISE EN SERVICE DES INSTALLATIONSEu égard à lintérêt très relatif que le grand public accorde probablement à un tel sujet, il convient de traiter ce chapitre en se limitant à caractériser la méthode utilisée par lensemble des acteurs pour mener à bien la construction et la mise en service dune tranche nucléaire.
Cette construction et cette mise en service se déroulent en 5 étapes :
La rigueur dexécution de ces étapes se manifeste dans les 3 domaines classiques :
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- LA DEP PAR LE RESPECT DES EXIGENCES DE SURETE3.1 La nature préventive de ces exigences
Ces exigences sont déclinées dans le chapitre 3 des Règles Générales dExploitation (les RGE) intitulé Spécifications Techniques dexploitation (STE). Les RGE, associées au rapport de sûreté dans le décret dautorisation de création de la centrale, constituent un document à caractère réglementaire (comme le code de la route), alors que les STE sont un ensemble de prescriptions souveraines pour la conduite des installations. Leur prééminence sur toute autre considération technique est intangible pour les équipes de conduite exposées à des sanctions en cas de non respect de ces prescriptions.
Toute dérogation aux STE est soumise à lautorisation préalable de lAutorité de Sûreté
.Les STE applicables à une tranche donnée sont constituées de 3 sections :
La première section (document standard) est structurée en 6 domaines dexploitation :
Les STE concernent exclusivement le fonctionnement normal. En situation incidentelle ou accidentelle, la sûreté est garantie par des procédures particulières (chapitre 6 des RGE).
3.2 La surveillance de lapplicabilité de ces exigences
Le chapitre 9 des RGE est consacré aux essais périodiques qui simposent sur les matériels IPS pendant lexploitation des tranches. De tels essais sont, en effet, indispensables à garantir :
Le premier corollaire à ces essais périodiques est une organisation sophistiquée de maintenance des matériels se répartissant en maintenance corrective (après défaillance), maintenance conditionnelle ou potentielle (subordonnée à des inspections, contrôles ou visites), maintenance prédictive (résultant de lévolution dun paramètre surveillé comme les vibrations), maintenance systématique ou périodique. La maintenance préventive de lensemble des matériels fait lobjet de vastes programmes : les Programmes de Base de Maintenance Préventive (les PBMP).
Le second corollaire à ces essais périodiques est la Surveillance en Exploitation des Matériels mécaniques. Cette surveillance est soumise à un ensemble codifié de Règles, les RSEM . Les RSEM sont prises en compte dans les PBMP.
Le troisième corollaire à ces essais périodiques est lobligation de requalifier les matériels ayant fait lobjet dune intervention.
Définition de la requalification : la requalification consiste à vérifier le fonctionnement dun matériel ou dun système pour sassurer que les performances requises à la conception sont maintenues ou retrouvées à la suite dune intervention, dune modification ou dun événement dexploitation.
Cette opération, qui revêt une importance cruciale pour les matériels et systèmes IPS, se réalise généralement en deux étapes successives : la requalification intrinsèque (limitée à un matériel donné tel que pompe) et la requalification fonctionnelle (lessai du même matériel dans un ensemble fonctionnel donné dont les performances doivent être maintenues).
3.3 Les moyens daction pour garantir le respect de ces exigences en toute circonstance
La pertinence des moyens daction garantissant la sûreté de lexploitation dune tranche nucléaire sapprécie en situation incidentelle ou accidentelle. Ces moyens comprennent :
3.3.1 Les procédures accidentelles
À elle seule, la mise en uvre des procédures accidentelles nécessiterait un exposé hors de portée de la culture technique dune majorité de lecteurs. Il convient cependant de sattarder sur la méthode dappréhension des situations accidentelles récemment adoptée à EDF, avec lagrément de lAutorité de sûreté. Elle est le fruit des enseignements tirés de lanalyse approfondie des accidents survenus à Three Mile Island (TMI), aux USA, et à Tchernobyl quon ne présente plus. Insistons, au passage, sur le fait que cette analyse a débouché sur un grand nombre de modifications dinstallations et de procédures dexploitation ou dentretien dites " modifications post-TMI " ou " post-Tchernobyl ".
Ces deux accidents ont montré quun cumul de défaillances matérielles et humaines était possible et pouvait conduire à multiplier les procédures de conduites requises par divers régimes transitoires de la chaudière, susceptibles, de surcroît, de se combiner entre eux. Le diagnostic de la situation en était notablement compliqué et le choix de la procédure idoine rendu hasardeux. Pour éviter pareils écueils, lApproche Par Etats physiques de la chaudière (APE) a été conçue. En effet, si les combinaisons dévènements techniques peuvent se multiplier à linfini, les états physiques possibles dune chaudière nucléaire sont en nombre limité.
Les principes de cette approche par états (APE) sont les suivants :
Dans une approche par états, lobjectif général et la stratégie de conduite peuvent être redéfinis à tout moment en fonction de lévolution de la situation.
3.3.1 Les dispositions humaines : lorganisation de Crise
A linstar du précédent, ce thème nécessiterait, à lui seul, un volumineux exposé. On se limitera donc à donner quelques repères de nature à permettre au lecteur de se faire une idée sur lampleur des moyens de secours mis en oeuvre en cas daccident.
Mobiliser lorganisation de crise cest mettre en uvre 2 plans : le Plan dUrgence Interne (PUI) et, éventuellement, le Plan Particulier dIntervention (PPI).
Le PPI est un plan de sécurité civile sur lequel nous ne nous attarderons pas. Précisons simplement quil est conçu et activé sous la responsabilité du Préfet de Département, quil permet aux pouvoirs publics de prendre des mesures sanitaires pour protéger les populations exposées à des rejets radioactifs. Ce plan nest pas systématiquement activé avec le PUI. Lorsquil lest, PUI et PPI doivent fonctionner avec une certaine synergie.
Le PUI est de lentière responsabilité dun exploitant nucléaire, EDF en loccurrence. Il mobilise, dans des délais très courts, les moyens techniques et humains destinés à aider le personnel de conduite à maîtriser la situation, tant sur le plan technique que sur le plan de la protection des personnes et du secours aux blessés.
Il existe trois niveaux géographiques de PUI :
Précisons, pour conclure, les trois niveaux de gravité possibles dun PUI :
En toute rigueur, le PPI nest réputé être activé que pour un PUI de niveau 3.
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- LA DEP EN EXPLOITATIONLa Défense en profondeur en exploitation repose sur 3 piliers : le professionnalisme des personnels, lorganisation de la qualité et la gestion du retour dexpérience.
4.1 Prévention des défaillances dexploitation
4.2 Surveillance des éventuelles dérives dexploitation
4.3 Moyens daction pour corriger les écarts
Le traitement efficace des écarts résulte de lorganisation très élaborée dun Retour dExpérience (REX) qui ne doit rien laisser dans lombre. Le REX sélabore à deux niveaux : le niveau local (le site) et niveau national (le parc).
Tous les incidents dexploitation et avaries de matériels font lobjet danalyses locales consistant à :
Au niveau du parc, la démarche suivante est constamment appliquée :
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CONCLUSION ET COMMENTAIRES5.1 Une description de la DEP incomplète
Outre sa superficialité, la description ci-dessus de la Défense En Profondeur - grâce à laquelle EDF revendique une sûreté de ses centrales de très haut niveau - est incomplète. Il y manque le chapitre " Défense en profondeur pendant le démantèlement des installations ". Vaste sujet, selon nous indissociable de la gestion des déchets, qui ne saurait être traité sommairement. Les débats polémiques et passionnés quengendre la gestion des déchets justifient quun exposé clair et complet soit consacré à ce thème.
Par ailleurs, il convient dattirer lattention du lecteur sur le fait que la protection contre les actes de malveillance - hélas ! dune douloureuse actualité - nest pas spécifiquement prise en compte dans une défense en profondeur conçue par des scientifiques et des techniciens. Pareille protection nous semble davantage relever de dispositions de sécurité civile, dont la Police, la Gendarmerie et lArmée ont la responsabilité. Pour autant, il nest pas inutile de se livrer à quelques spéculations destinées à montrer quun acte de malveillance - quelle quen soit la nature (acte de guerre exclu !) - a peu de chance de se traduire par une contamination radioactive importante des populations environnantes.
5.2 Le syndrome du 11 septembre ou du métro St Michel
5.2.1 bombarder le réacteur
Quiconque a un peu pratiqué laéronautique sait que nest pas Kamikaze " performant " qui veut. Il est ici question de pilote-suicide. Les Kamikazes japonais survivants peuvent attester que le rendement de leurs missions désespérées était décevant ; et pas seulement à cause de lefficacité des défenses anti-aériennes américaines.
Ils étaient pourtant des professionnels aux commandes dappareils, certes peu maniables, mais tout de même avions de combat. Rien à voir, en tout cas, avec nos patauds avions de commerce actuels dont des amateurs ou des " occasionnels " parviendraient à semparer ; le supplément defficacité obtenu par un " professionnel-pirate " demanderait dailleurs à être vérifié. La routine de son métier consiste à suivre un cap dont le terme, après une longue et patiente approche, est la piste de laéroport. Non seulement son appareil nest pas conçus pour le vol à vue intégral, non seulement il est confié au pilotage automatique le plus clair du temps, mais il arrive - heureusement, dans de rares cas - que lhabileté de lopérateur soit défaillante à latterrissage
Les pistes modernes ont pourtant une centaine de mètres de largeur et, au moins, 2000 mètres de long, tandis que les navires américains engagés dans la bataille du Pacifique avaient une superficie moyenne proche du 1/2 hectare. Le bâtiment du réacteur dune centrale PWR française na quune trentaine de mètres de diamètre et une cinquantaine de mètres de haut. De plus, il est enchâssé dans un ensemble de constructions pouvant gêner la trajectoire de tout projectile, voire constituer, au moins partiellement, un obstacle pour atteindre la cible.
Ces quelques considérations amènent à admettre que la destruction totale dun réacteur nucléaire civil et de ses auxiliaires de sauvegarde ne serait pas chose facile pour les émules des pilotes ayant abattu les " Tours jumelles " ; une gageure dont nous convenons cependant quelle nest pas impossible à réaliser.
Considérons donc limpact. Outre lévaluation de son rendement destructif tenant compte de ce qui vient dêtre dit, lestimation de la gravité des dégâts et de leurs conséquences sanitaires dépend surtout du niveau de prévention retenu à la construction des installations. Rappelons les principales dispositions en la matière :
Dans ces conditions, une seule question importe : ce type de bombardement peut-il être en mesure de neutraliser simultanément les 3 fonctions de sûreté que sont le contrôle de la réactivité, le contrôle du refroidissement du cur et le contrôle du confinement des polluants radioactifs (gazeux principalement).
La réponse ne peut être que oui, mais avec quel degré vraisemblable de probabilité ? Certainement très faible ; au moins pour les deux premières fonctions. Car, lArrêt dUrgence (A.U), automatique ou manuel, provoque quasi-instantanément la chute des barres de contrôle dans le cur du réacteur et lexploitant dispose de plus dun moyen pour éviter son dénoyage. Des rejets radioactifs gazeux seraient, certes, inévitables - même pour une agression du circuit primaire infiniment moindre - mais une organisation de crise très structurée et déjà bien rodée prendrait aussitôt en charge la sécurité sanitaire des personnels et des populations environnantes avec une efficacité que personne ne peut aujourdhui mettre en doute : les deux plans PUI et PPI déjà mentionnés, volets particuliers des plans ORSEC.
5.2.2 Miner le réacteur
Miner le réacteur cest, avant tout, parvenir jusquà lui. Dès lors, le problème de sécurité civile se poserait dans les mêmes termes que précédemment. Toutefois, la probabilité de succès dune pareille entreprise est encore plus faible que celle du bombardement, car laccès au bâtiment du réacteur est drastiquement réglementé.
Tranche en fonctionnement ou en arrêt de courte durée, laccès à lintérieur de ce bâtiment est interdit ou autorisé à de rares intervenants du service. Les sas de passage sont physiquement infranchissables : leur manuvre - conditionnée par un automatisme didentification et sous surveillance vidéo permanente - provoque des alarmes en salle de commande.
La seule période au cours de laquelle le sabotage pourrait être tenté est celle du rechargement du réacteur, généralement mise à profit pour réaliser des programmes dentretien ou de réparation. Dans cette circonstance, des personnels dentreprises extérieures, dont certains membres pourraient être animés dintentions malveillantes, interviennent dans le bâtiment du réacteur.
Il convient, là encore, de relativiser le risque. En effet, durant ces périodes, les accès ne sont autorisés que nominativement et sous réserve du contrôle des habilitations, du recensement des matériels - à lentrée et à la sortie pour une éventuelle décontamination - et de leur conformité. Par ailleurs, pour des raisons évidentes de sécurité, ces accès sont sévèrement contingentés : on sait, à chaque instant, qui se trouve dans le bâtiment et, bien entendu, en quel nombre.
Cela dit, il serait malhonnête de prétendre que le reste des installations dune centrale - lui aussi parcouru par des intervenants extérieurs lors des arrêts de tranches - est aussi peu vulnérable que lîlot nucléaire. Mais on est obligé dadmettre que les dégâts qui y seraient provoqués auraient, certes, des conséquences importantes sur la disponibilité, mais des conséquences faibles ou très faibles sur la sûreté et sur la sécurité des personnes. De ce point de vue, cest certainement une destruction partielle ou totale du bâtiment du combustible qui poserait le plus de problèmes.
Pour conclure, on peut rassurer le lecteur en linformant que des missions secrètes de pénétration menées par des agents de la DST permettent régulièrement daméliorer la sécurité des sites de production électronucléaires français.