Explication : quelle menace la rupture du barrage de Kakhovka représente-t-elle pour la centrale nucléaire de Zaporizhzhia ?
Aux premières heures du mardi 6 juin, le barrage de Nova Kakhovka, haut de 30 m et long de 2 km, situé en amont de la ville de Kherson sur le Dnipro dans le sud de l’Ukraine occupée, s’est effondré.
La destruction du barrage, qui était sous le contrôle de l’armée russe, a provoqué d’importantes inondations le long du cours inférieur du Dnipro dans l’oblast de Kherson et entraîné l’évacuation de milliers de personnes de leurs maisons et la mort de 21 personnes.
La rupture a également compromis les niveaux d’eau dans le réservoir alimentant la centrale nucléaire de Zaporizhzhia (ZNPP), la plus grande centrale nucléaire d’Europe, située à 160 km dans la ville d’Enerhodar. Le réservoir fournit l’eau nécessaire pour refroidir les réacteurs de la centrale et le combustible usé, et la baisse des niveaux d’eau a fait craindre une fusion nucléaire.
Pourquoi la baisse des niveaux d’eau dans le réservoir constitue-t-elle une menace pour la plante ?
Il y a deux nécessités pour le fonctionnement sûr de toute centrale électrique : l’électricité et l’eau.
En tant que réacteur à eau sous pression, la centrale nucléaire de Zaporizhzhia (ZNPP) a besoin d’un approvisionnement constant en eau pour évacuer la chaleur résiduelle des réacteurs et des bassins qui stockent le combustible usé, ainsi que pour refroidir les générateurs diesel de secours lorsqu’ils sont en fonctionnement.
L’eau est généralement fournie par le réservoir de Kakhovka, qui est ensuite pompée dans le bassin de refroidissement du ZNPP. Cependant, suite à la rupture du barrage de Nova Kakhovka le 6 juin, les niveaux d’eau dans le réservoir alimentant la ZNPP ont commencé à baisser à un rythme compris entre 4 et 7 cm/heure.
On pensait initialement que le niveau d’eau devait être d’au moins 12,7 m pour que le ZNPP puisse accéder à l’eau pour le refroidissement, mais une mise à jour de l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) révèle que les pompes du ZNPP fonctionnent toujours à des niveaux en dessous de cela.
Selon Dmitry Gumenyuk, chef de l’unité d’analyse de la sûreté au Centre scientifique et technique d’État sur la sûreté nucléaire et radiologique à Kiev, en Ukraine, le niveau d’eau dans le réservoir de Kakhovka, au 14 juin, était inférieur à 9 m. Avant la rupture du barrage, il faisait plus de 17 m.
Le 11 juin, il y a eu des rapports d’un écart important dans les mesures de la hauteur du réservoir avec une différence possible d’environ 2 m. D’autres investigations sont en cours.
Quelle est l’imminence de cette menace ?
La situation a été décrite par l’AIEA comme « très précaire et potentiellement dangereuse » mais, grâce à une surveillance étroite continue, elle est actuellement sous contrôle.
Plusieurs facteurs réduisent l’immédiateté de la menace contre le ZNPP.
Premièrement, cinq des six réacteurs du ZNPP sont en arrêt à froid pour aider à minimiser le risque d’accident nucléaire maintenant que le site est sous contrôle russe. Le sixième reste en arrêt à chaud pour produire sur site de la vapeur pour des opérations telles que le traitement des déchets radioactifs liquides, qui sont collectés sur les six réacteurs même pendant leur arrêt.
Dans un réacteur nucléaire récemment mis en arrêt à froid, la décroissance radioactive du combustible crée environ 100 fois moins de puissance calorifique ; plus longtemps le réacteur est maintenu à l’arrêt, moins il y a d’énergie calorifique créée.
De ce fait, un réacteur en arrêt à froid, ne nécessite pas le même niveau de refroidissement. Cela signifie que le ZNPP n’a actuellement pas besoin d’une énorme quantité d’eau et si l’approvisionnement en eau est complètement épuisé, il faudra au moins quelques jours avant que le liquide de refroidissement ne commence à chauffer.
De plus, malgré la baisse des niveaux d’eau dans le réservoir, le niveau d’eau dans le bassin de refroidissement du ZNPP est actuellement stable et à son niveau maximum de 16,9 m. Le canal d’évacuation de la centrale thermique voisine de Zaporizhzhia (ZTPP), qui alimente les bassins d’aspersion du ZNPP, est également plein et l’AIEA affirme qu’entre les deux, il y a suffisamment d’eau pour refroidir tous les réacteurs pendant plusieurs mois.
Le 16 juin, l’AIEA a déclaré qu’il y avait des indications que l’eau du réservoir lui-même était toujours disponible dans les zones proches de la ZNPP, mais qu’il n’était pas clair si le niveau était suffisamment élevé pour la pomper jusqu’à l’usine.
De nouvelles pompes pouvant accéder à l’eau à des niveaux de réservoir inférieurs pourraient également être installées pour refroidir les cœurs des réacteurs.
La centrale est-elle confrontée à d’autres menaces ?
Oui. L’autre bouée de sauvetage du ZNPP – sa connexion au réseau électrique ukrainien – est également menacée.
Actuellement, l’électricité de la ZNPP est fournie par le réseau du pays. Cela fournit la puissance nécessaire pour faire fonctionner les pompes qui refroidissent les réacteurs. Cependant, depuis le début de l’occupation russe en mars 2022, la centrale a perdu au moins sept fois l’électricité hors site, principalement à cause des bombardements.
Et, avec le lancement de la contre-offensive ukrainienne, l’activité militaire et les tensions s’intensifient dans la zone proche du ZNPP, ce qui complique la sécurité de l’installation.
Le 30 mai, cinq principes de base de l’AIEA ont été établis au Conseil de sécurité de l’ONU pour la protection de l’usine, notamment qu’il ne doit y avoir aucune attaque sur ou depuis le site et qu’il ne doit pas être utilisé comme entrepôt d’armes lourdes. Le respect de ces principes sera étroitement surveillé.
Si l’approvisionnement en électricité du ZNPP est compromis, il y a 20 générateurs diesel de secours qui commencent à fonctionner automatiquement lorsque la connexion au réseau est perdue. Dans le passé, le ZTPP a également fourni une alimentation de secours au ZNPP, mais aucun de ceux-ci n’est une solution fiable et à long terme au problème du refroidissement des réacteurs nucléaires.
Y a-t-il des mesures qui peuvent être prises maintenant pour protéger la plante ?
Il est actuellement très difficile pour les experts ukrainiens de surveiller la situation. Pour effectuer les vérifications essentielles et surveiller les efforts de gestion des problèmes causés par la baisse des niveaux d’eau, les équipes doivent entrer dans une zone de guerre.
Cependant, l’AIEA procède toujours à des contrôles réguliers et évalue ce qui peut être fait si la situation se détériore. L’usine explore également d’autres moyens de répondre aux besoins du site en matière de production de vapeur et de refroidissement indispensable en cas d’épuisement complet de l’approvisionnement en eau.
La plus haute priorité à l’heure actuelle est d’éliminer la menace d’activités militaires autour de l’usine qui pourraient causer des dommages importants au site et à l’approvisionnement en électricité. Sinon, le risque qu’une catastrophe nucléaire se produise augmente considérablement.
Quel est le pire scénario ?
On craint que la situation avec ZNPP ne conduise à une catastrophe nucléaire, un peu comme ce qui est arrivé à la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi au Japon après le tremblement de terre et le tsunami de 2011.
La réaction de fission qui génère de la chaleur dans une centrale nucléaire est produite en plaçant des barres de combustible d’uranium à proximité. Lorsque le réacteur fonctionne, il nécessite un refroidissement important pour évacuer la chaleur et empêcher les barres de combustible de fondre et de s’accumuler au fond du pot du réacteur.
A Fukushima, le refroidissement a été interrompu peu après l’arrêt des réacteurs à la suite d’un black-out de la centrale. Cela a entraîné une surchauffe du carburant. La gaine du combustible, qui est normalement un alliage de zirconium, peut réagir de manière exothermique avec la vapeur pour former de l’hydrogène gazeux et du dioxyde de zirconium. La combustion de cet hydrogène a provoqué les explosions de Fukushima.
En revanche, du fait que la plupart des réacteurs sont en arrêt à froid à la ZNPP, moins de chaleur est produite, ce qui contribue à atténuer les effets de l’arrêt de refroidissement.
Les piscines de désactivation ont également besoin d’une circulation constante d’eau pour rester fraîches et sans électricité pour faire fonctionner le système de refroidissement, l’eau s’évapore. Cependant, comme le combustible usé a été utilisé pour la dernière fois plus longtemps que le combustible dans le réacteur, les effets de surchauffe seront moins sévères que ceux dans le réacteur.
L’effet principal du manque d’eau du bassin de refroidissement sera une augmentation du niveau de rayonnement à proximité du bassin. L’un des buts de l’eau est d’agir comme un bouclier contre les rayonnements.
Remerciements : Merci à Dmytro Gumenyuk et Marquer le contremaître pour leur expertise sur ce sujet.
