Que s'est-il passé dans la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi ?

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Fichier:Fukushima-1.JPG
La centrale de Fukushima Daiichi, en 2007.
Fonctionnement d'un réacteur à eau bouillante.
Vue aérienne de la centrale, avant l'accident.

À la suite du violent séisme de magnitude 8,9 sur l'échelle du moment, suivi de nombreuses répliques et d'un raz-de-marée qui s'est produit vendredi dernier au Japon, plusieurs centrales nucléaires japonaises sont gravement endommagées. Wikinews fait le point sur les événements au 16 mars 2011.

16 mars 2011. – La centrale incriminée est celle de Fukushima Daiichi, exploitée par la Tokyo Electric Power Company (TEPCO) et conçue dans les années 1970. Elle est équipée de 6 réacteurs nucléaires dans lesquels ont lieu les réactions nucléaires en chaîne qui produisent la chaleur, afin de produire de l'électricité dans des turbo-alternateurs. Le fluide transportant la chaleur vers les turbo-alternateurs est de l'eau, transformée en vapeur, c'est pour cette raison que le réacteur est appelé « réacteur à eau bouillante ».

Chaque réacteur contient une cuve métallique étanche, le « cœur », qui enferme un ensemble de tubes verticaux parallèles remplis de combustible nucléaire (de l'uranium enrichi, un matériau radioactif). À l'intérieur, les noyaux des atomes qui composent le combustible se divisent lorsqu'ils sont heurtés par des neutrons, produisant de la chaleur. Cette fission des noyaux des atomes libère elle-même des neutrons, ce qui induit une réaction en chaîne. Lorsque le réacteur est en fonctionnement, de l'eau circule dans la cuve et se transforme en vapeur en récupérant l'énergie produite par la fission.

Pour maîtriser la réaction en chaîne, les techniciens utilisent des « barres de contrôle » en graphite, sortes de grappes mobiles parallèles verticales capables d'absorber les neutrons, afin de limiter la réaction en chaine. À Fukushima Daiichi, ces barres sous situées sous le cœur, et doivent être soulevées pour devenir opérationnelles.

L'ensemble du réacteur est contenu dans un bâtiment appelé « enceinte de confinement », qui joue un rôle de barrière de sécurité pour éviter la dispersion des produits radioactifs à l'extérieur du réacteur.

Les installations comportent en outre des piscines de refroidissement à long terme des éléments combustibles usés déchargés des réacteurs. Dans ces piscines réfrigérées, la puissance thermique résiduelle des éléments combustibles décroît durant des périodes de temps variables jusqu'à rendre possible leur évacuation vers les centres de retraitement ou stockage.

Des systèmes de refroidissement rendus inopérants

Le Japon se situant sur une zone dite de subduction entre quatre plaques tectoniques, de nombreux volcans sont actifs ; chaque année, des milliers de séismes sont enregistrés. Les réacteurs des centrales nucléaires sont donc adaptés en conséquence pour s'arrêter automatiquement dès la mesure de secousses importantes. La réaction en chaine est stoppée par les barres de contrôle, mais les réacteurs doivent toujours être refroidis pour évacuer la chaleur due à la radioactivité toujours bien présente pendant plusieurs jours : le réacteur dégage 7 % de sa « puissance thermique » normale immédiatement après la fin des réactions de fission.

C'est pour cette raison qu'en situation normale des systèmes de refroidissement, utilisant de l'eau et de l'électricité, sont installés. À cause du tremblement de terre et de l'arrêt de la centrale, l'absence d'électricité a empêché leur mise en marche. Dans cette situation, prévue par les procédures habituelles, des systèmes de secours utilisant du diesel, et disposant donc d'une alimentation en énergie autonome, sont enclenchés. Cependant, il semblerait que le tsunami les ait « noyés ». Le cœur n'est plus refroidi. L'eau bout dans les cuves, la vapeur s'accumule et la pression monte, exactement comme dans une cocotte-minute.

L'hydrogène accumulé dans les bâtiments explose

Une explosion de l'enceinte de confinement peut disperser la radioactivité sur plusieurs kilomètres, et détruire tous les moyens de contrôle de la centrale. Les autorités ont donc préféré laisser s'échapper la vapeur et l'hydrogène accumulés dans l'enceinte, quitte à entraîner vers l'extérieur une contamination radioactive généralement limitée.

Dès samedi dernier, les techniciens relâchent en urgence de la vapeur pour éviter une pression trop importante dans l'enceinte de confinement du réacteur 1 et ainsi éviter son endommagement. Mais à 15 h 36 (heure japonaise), une forte explosion avec projection de débris et émission d'un panache blanc de fumée ou de vapeur d'hydrogène se produit dans le bâtiment du réacteur. D'autres explosions et incendies ont été constatés sur les réacteurs 2 et 3 les jours suivants.

Les piscines ne sont plus refroidies non plus. Depuis hier, le problème est dramatique : si l'eau des piscines s'évapore, les éléments combustibles irradiés qu'elle contient peuvent fondre ou prendre feu, répandant leurs produits de fission dans l'atmosphère. Dans un tel cas, les rejets radioactifs correspondants seraient bien supérieurs aux rejets survenus jusqu'à présent. D'après le président de l'Autorité américaine de régulation nucléaire, la piscine du réacteur 4 ne contiendrait déjà plus d'eau. « Nous pensons qu'il y a eu une explosion d'hydrogène au niveau de ce réacteur », a-t-il expliqué.

Les différentes tentatives pour refroidir à distance, à partir d'hélicoptères, le réacteur et les piscines se sont révélées vaines. De nouvelles tentatives auront lieu bientôt, avec des canons à eau anti-émeute.

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