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Un long chemin de l’arrêt à froid au démantèlement …

Aujourd’hui, 8 ans après l’accident, la situation autour des réacteurs accidentés de Fukushima s’est beaucoup améliorée et peut être considérée comme stabilisée, mais le chemin qui a conduit à cette stabilisation s’est avéré difiicile.

Arrêt à froid des réacteurs endommagés
Ce schéma japonais décrit le système de refroidissement utilisé pour l’arrêt à froid des trois réacteurs endommagés. Le refroidissement se fait par aspersion d’eau du combustible fondu, dont l’essentiel s’est accumulé au fond de la cuve. Ces cuves ayant été percées, du combustible fondu est également tombé au fond de l’enceinte de confinement o il se retrouve sous eau. L’eau est reprise au fur et à mesure, décontaminée et recyclée pour le système d’aspersion.
© IRSN/TEPCO

Les opérations sur le site de la centrale.

La première étape a consisté, une fois l’accident maîtrisé, à empêcher de nouvelles émissions massives de radioactivité et arriver rapidement à un arrêt à froid stable des réacteurs. Un arrêt à froid signifie une température basse dans les réacteurs et piscines, accompagnée d’un niveau faible des rejets radioactifs résiduels. Un système de refroidissement en circuit fermé fut ainsi mis en place sur chaque réacteur. Cette phase d’urgence fut achevée à la fin de 2011.

Après l’urgence commença le temps d’une très longue convalescence ! Il fallut d’abord déblayer et évacuer à l’aide de robots tous les débris hautement radioactifs qui encombraient la centrale, décontaminer le site afin de faciliter les interventions et diminuer le risque radioactif. Les opérations étaient complexes : projection de résine pour fixer les poussières, nettoyage fréquent des surfaces, enlèvement de débris.

Des mesures furent prises pour prévenir de nouvelles inondations. La digue face à la mer fut surélevée. Pour éviter la contamination du site par des rejets liquides, des puits ont été bouchés. Un mur souterrain limite maintenant les infiltrations d’eau contaminée vers l’océan. En amont du site, des pompages d’eaux de surface permettent d’éviter qu’elles infiltrent le site et s’y contaminent.

La décontamination des grandes quantités d’eaux radioactives qui s’étaient accumulées s’est poursuivie. Ce traitement a contribué à piéger et à réduire cette radioactivité. Malgré cette décontamination, la gestion des eaux radioactives s’accumulant sur le site de la centrale devint une priorité à la mi-2013. D’une part la décontamination n’était pas complète, d’autre part le circuit de refroidissement n’étant pas étanche une partie de l’eau servant à refroidir les réacteurs fuyait dans les sous-sols. Préoccupant, le problème était malgré tout circonscrit à un rayon de 300 m.

De nombreuses actions furent engagées pour colmater les fuites afin d’obtenir un refroidissement sous eau en circuit fermé (La localisation et le colmatage des fuites étaient rendues difficiles par la radioactivité élevée prévalant dans les enceintes). Grâce aux mesures prises, la menace constituée par l’accumulation d’eaux radioactives (près de 500 000 m3 fin 2014) a beaucoup diminué (cf. gestion des eaux contaminées).

Restauration préalable des bâtiments et équipements
Les couvertures détruites des bâtiments réacteurs sont maintenant réparées, les plus endommagées étant celles des unités 3 et 4. Les bâtiments de ces réacteurs avaient pratiquement perdu leur dernier étage, celui du hall de manutention réduit à un mikado de poutrelles enchevêtrées. La figure montre la restauration du bâtiment du réacteur N1.
© IRSN/TEPCO

Dix-huit mois après l’accident, l’arrêt à froid atteint, une priorité concerna les piscines d’entreposage des combustibles nucléaires usés sortis des réacteurs. Il s’agissait d’en extraire ces matières très radioactives afin d’éliminer le danger qu’elles présenteraient en cas de nouveau séisme.

Cette extraction demanda de réparer bâtiments et équipements, puis de renforcer les structures des piscines attenantes aux réacteurs. Des mesures de renforcement antisismiques de ces structures furent prises afin de se prémunir contre de nouveaux tremblements de terre et tsunamis, avec le risque de vidange de la piscine. Les structures de la piscine du réacteur N°4 – qui avait été l’objet en mars 2011 d’un accident de refroidissement – furent renforcées en premier.

La délicate extraction des combustibles usés du réacteur N°4 qui devait se faire sous eau nécessita la construction d’une structure englobant le bâtiment capable de supporter un pont roulant. Cette évacuation commencée à la fin de l’année 2013 fut achevée en 2014. L’évacuation des combustibles usés, moins radioactifs, des autres piscines suivit et devait se terminer fin 2017.

Diminution de la chaleur dégagée
La diminution de la chaleur (et de la radioactivité) dégagée par les matières radioactives restées dans les réacteurs endommagés est similaire à celle d’une tonne de combustible irradié sorti après l’arrêt d’un réacteur (Déchargé de la cuve vers une piscine d’entreposage attenante, il y est refroidi en attente d’un transfert vers une usine de retraitement). A Fukushima, la chaleur dégagée par les combustibles dans les cuves et enceintes endommagées a suivi une diminution similaire (bas de la figure), tombant d’environ 159 kW/tonne 3 jours après le tsunami à 1,6 kW/tonne 6 ans après l’accident.
© IN2P3

Aux alentours de la centrale, la situation s’est beaucoup améliorée grâce aux opérations de décontaminations. Le retour de populations commença à être autorisé en 2014 dans plusieurs zones évacuées, mais seule une partie des populations, essentiellement la plus âgée, accepta de retourner. L’évacuation de 170 000 personnes autour de la centrale a eu des conséquences dramatiques. Selon les chiffres du gouvernement japonais de 2016, plus de 1.600 évacués de Fukushima étaient morts non de la radioactivité, mais des déracinements et vies brisées (dont des suicides) résultant de la catastrophe.

Le démantèlement et le nettoyage complet du site visé à long terme comprendra trois phases :
– Une première phase décrite ci dessus (objectif 2 ans)
– Une seconde phase qui, commencée avec le retrait des combustibles usés entreposés en piscine, irait jusqu’au début du retrait du combustible dégradé des réacteurs
– Une troisième phase à venir se terminerait avec le retrait complet du combustible endommagé et le démantèlement des réacteurs.

L’exploitant japonais de la centrale, TEPCO, a déployé des moyens importants pour reprendre le contrôle des installations. Il faudra maintenir ces moyens dans la durée. Le plan d’action de TEPCO, établi en décembre 2011, prévoyait 10 ans pour l’évacuation des débris des trois cœurs (le corium), et de 30 à 40 ans pour la troisième phase de la démolition complète. Fin 2017, TEPCO explorait avec des robots le dessous des cuves accidentées pour localiser précisément le corium (vidéo de la BBC).

Bilans et états des lieux :
Le lecteur intéressé par les suites de l’accident de Fukushima pourra consulter les bilans et documents suivants, établis par des ingénieurs compétents, dont les plus récents :

– 2020 . La région côtière de Fukushima : transformation et résilience (Article RGN, Mai 2020)
– Fukushima 2017 : État des lieux et perspectives , par J-P Pervès, V.Faudon, Th.Hurel (pdf – mars 2017

Le lecteur anglophone pourra consulter une série de reportages de qualité de la BBC

– Is Fukushima’s exclusion zone doing more harm than radiation?, mars 2016, Rupert Wingfield-Hayes (BBC News, Tokyo)
– Fukushima: Japan begins removal of nuclear fuel from reactor site, 2019 (BBC 15 avril 2019)
– Growing crops in the shadow of Fukushima, 29 may 2019 (BBC News, Tokyo)

Articles récents de la BBC :  Fukushima nuclear disaster


Voir aussi :

Absorbeurs de neutrons