Catastrophe de Tchernobyl

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La centrale de Tchernobyl en Europe. Carte des zones contaminé par les radiations en 1996. Les centrales nucléaires en Ukraine. La catastrophe de Tchernobyl, accident nucléaire le plus grave jamais survenu (niveau 7 sur l'INES), s'est produit le 26 avril 1986 dans la centrale nucléaire Lénine située sur un affluent du Dniepr à environ 15 km de Tchernobyl (Ukraine) et 110 km de Kiev, près de la frontière avec la Biélorussie.
Catastrophe de Tchernobyl

La centrale de Tchernobyl en Europe. Carte des zones contaminé par les radiations en 1996. Les centrales nucléaires en Ukraine. La catastrophe de Tchernobyl, accident nucléaire le plus grave jamais survenu (niveau 7 sur l'INES), s'est produit le 26 avril 1986 dans la centrale nucléaire Lénine située sur un affluent du Dniepr à environ 15 km de Tchernobyl (Ukraine) et 110 km de Kiev, près de la frontière avec la Biélorussie.

Les causes de la catastrophe

La catastrophe de Tchernobyl résulte de l'explosion thermique du réacteur nucléaire n°4, conséquence de l'élévation excessive de la température à l'intérieur de la cuve où sont situés les barres (crayons) de combustible nucléaire et le graphite servant de modérateur. Lorsque la chaleur produite par le réacteur n'a plus été évacuée en quantité suffisante par le système de refroidissement, la température et la pression ont augmenté à des niveaux excédant les valeur de dimensionnement des structures. L'explosion physique du cœur a entraîné l'éparpillement autour du réacteur et la diffusion dans l'atmosphère des matériaux constitutifs du cœur sous forme gazeuse ou solide. Cette explosion a été entretenue par la suite par la combustion du graphite, présent en grande quantité dans ce type de réacteurs. Le réactif de l'explosion est le caloporteur, en l'espèce de l'eau légère. La chaleur aurait provoqué la radiolyse de l'eau, puis la recombinaison de l'hydrogène et de l'oxygène libérés aurait provoqué l'explosion qui a soulevé la dalle de béton recouvrant le réacteur. Selon d'autres experts, l'explosion serait une explosion de vapeur, conduisant aux mêmes conséquences. Attention : il est à noter que l'explosion n'a rien de nucléaire : si le point de départ est bien une réaction nucléaire en chaîne, c'est bien une explosion chimique, et non nucléaire qui a provoqué la déflagration. Suite à l'accident, de grandes quantités de radioisotopes, radioactifs (et pour certain, extrêmement toxiques de surcroit), ont été libérés dans l'atmosphère. L'accident qui s'est produit à la centrale nucléaire de Tchernobyl dans le réacteur numéro 4 est ainsi classée de niveau 7 dans l’échelle INES qui sert à mesurer la gravité des accidents nucléaires, correspondant au niveau le plus élevé.

Conception et construction du réacteur

Schéma de principe d'un RBMK Le réacteur de la tranche 4 est de type RBMK 1000 (réacteur de grande puissance à tubes de force). De par sa conception, ce type de réacteurs présentent plusieurs points faibles :
-Son coefficient de vide est positif à basse puissance et dans certaines conditions de fonctionnement(contrairement aux réacteurs RBMK plus récents) : si des bulles se forment dans le fluide caloporteur, la réaction tend à s'emballer.Cet état de fait a les origines suivantes
- d'une part le modérateur prépondérant est le graphite qui est solide et peu sensible en volume aux variations de température
- d'autre part pour pouvoir utiliser de l' uranium peu enrichi le réseau en fonctionnement est proche de l'optimum de modération
- ces dispositions étaient considérées comme bonnes par les concepteurs parce qu'elles rendent le réseau relativement peu sensible aux variations du taux de vide dans le fonctionnement normal du réacteur ce qui est une bonne chose du point de vue de la régulation d'ensemble de la centrale puisque plus la puissance est élevée plus la pression vapeur est basse et le taux de vide élevé dans le cœur
- dans certaines configurations toutefois on peut se trouver avec un cœur surmodéré dans lequel
-
- la disparition d' atomes d'hydrogènes modérateur
-
- la disparition d'atomes d'oxygène absorbants
-
- induites par l' augmentation du taux de vide dans le cœur provoquent une augmentation de la réactivité
- L'utilisation du graphite comme modérateur le rend inflammable lorsque la température augmente trop.
- Le système d'arrêt d'urgence du réacteur est particulièrement lent (20 secondes). Ce système d'arrêt d'urgence est assurée par des barres modératrices, dites barres de contrôle, qui descendent dans le cœur du réacteur. En outre dans certaines situations les barres de contrôle sont faites de telle façon qu'elles apportent de la réactivité durant la première phase de leur descente dans le cœur. Cet état de fait a été un facteur aggravant de l' accident car les opérateurs ont ainsi été trompés: ils disposaient sans le savoir d'un accélérateur et non pas d'un frein de la réaction nucléaire en chaîne Dans les centrales du même type que les centrales françaises, ces barres descendent sous la seule action de la gravité en cas d'urgence. De ce fait, elles mettent environ 1 seconde à atteindre leur efficacité maximale.
- Notons également que la centrale de Tchernobyl n'avait pas d'enceinte de confinement, contrairement à la plupart des centrales actuelles ; c'est ce qui a permis aux rejets radioactifs de s'échapper aisément dans l'environnement. Outre ces problèmes de conception, la construction de la centrale a été réalisée sans respecter les normes en vigueur. Un rapport confidentiel de 1979, signé par le directeur du KGB Iouri Andropov et cité par Nicolas WerthNicolas Werth, L'Histoire n°308, op. cit., souligne que « divers chantiers de construction réalisant le bloc 2 de la centrale atomique de Tchernobyl mènent leurs travaux sans aucun respect des normes, des technologies de montage et de construction définies dans le cahier des charges».21 février 1979, archives d'État de Russie en histoire contemporaine, fonds 5, inv. 76, dos352, f. 40-41. En 1983, l'« acte de mise en exploitation expérimentale » du réacteur n°4 de la centrale de Tchernobyl est signé alors que « toutes les vérifications n'avaient pas été achevées.»

Cause directe de l'accident

Une expérience était en cours sur le réacteur n°4, pour tester l'alimentation électrique de secours qui permet au réacteur de fonctionner en toute sécurité pendant une panne de courant. La puissance thermiqueLes réacteurs nucléaires visant à la production d’électricité ont un rendement approximatif d’un tiers (entre la puissance thermique et la puissance électrique) ; la puissance d'une centrale est exprimée en mégawatt (1 MW = 1 million de watts). du réacteur avait été réduite de 3200 MW à 1000 MW dans le cadre de ce test dans la nuit du 25 au 26 avril. L'accident s'est alors produit suite à une série d'erreurs commises par les techniciens de la centrale. Les opérateurs ont notamment violé des procédures garantissant la sécurité du réacteur et donc de la centrale. Enfin, depuis sa mise en service en 1977, la centrale est dirigée par Viktor Petrovitch Brioukhanov, un ingénieur en thermodynamique et non un spécialiste du nucléaire. Il fait partie d'une génération d'hommes promus grâce à « leur volontarisme militant, qui consistait d'abord et avant tout à remplir et dépasser le plan de production, nonobstant le respect des normes de construction ou de sécurité. »

Chronologie des événements

-25 avril 1986, 13h05 : Dans le cadre de l'expérience prévue, la puissance du réacteur est stabilisée autour de 1600 MW.
-25 avril 1986, 23h10 : La puissance est encore abaissée à 500 MW. Cependant, la puissance de sortie chute brutalement à 30 MW, ce qui provoque un empoisonnement du réacteur au xénon. Les opérateurs essaient alors de rétablir la puissance, mais le xénon-135 accumulé absorbe les neutrons et limite la puissance à 200 MW. Pour débloquer la situation, les opérateurs retirent les barres de carbure de bore, qui servent à contrôler la température du réacteur, au-delà des limites de sécurité autorisées.
-26 avril 1986, entre 01h03 et 01h07 : Deux pompes supplémentaires du circuit de refroidissement sont enclenchées pour essayer de faire augmenter la puissance du réacteur. C'est le dernier moment pour arrêter le réacteur et le sauver.
-26 avril 1986, 01h19 : Pour stabiliser le débit d'eau arrivant dans les séparateurs de vapeur, la puissance des pompes est encore augmentée. Le système demande l'arrêt d'urgence. Les signaux sont bloqués et les opérateurs décident de continuer.
-26 avril 1986, 01h23 : L'essai réel commence. Les vannes d'alimentation en vapeur de la turbine sont fermées, ce qui a fait augmenter la pression dans le circuit primaire.
-26 avril 1986, 01h23 et 40s : L'opérateur en chef ordonne l'arrêt d'urgence. Les barres de contrôle sont descendues, sans grand effet : en effet, le réacteur est déjà bien trop chaud, ce qui a déformé les canaux destinés aux barres de graphite; les barres de contrôle ne sont descendues qu'à 1m50 au lieu des 7m normaux.
-26 avril 1986, 01h23 et 44s : La radiolyse de l'eau conduit à la formation d'un mélange détonnant d'hydrogène et d'oxygène. De petites explosions se produisent, éjectant les barres permettant le contrôle du réacteur. « En 3 à 5 secondes, la puissance du réacteur se voit centupler. », janvier 2005 Les deux mille tonnes de la dalle de béton recouvrant le réacteur sont projetées en l'air et retombent de biais sur le cœur de réacteur, qui est fracturé par le choc. Un incendie très important se déclare, tandis qu'une lumière aux reflets bleus se dégage du trou formé. Il est à noter que les techniciens présents sur place, ainsi que Brioukhanov réveillé à 1h30, ne saisissent pas immédiatement l'ampleur de la catastrophe. Ce dernier appelle le ministère de l'Énergie à 4h en déclarant que « Le cœur du réacteur n'est probablement pas endommagé. ». Il reçoit pour ordre de maintenir le refroidissement par eau du réacteur; cet ordre, que Brioukhanov persistera à appliquer toute la journée, n'aura pour effet que de libérer plus de radio-éléments dans l'atmosphère et de noyer les installations souterraines communes aux réacteurs 3 et 4, menaçant gravement le fonctionnement et l'intégrité du réacteur 3. L'ingénieur en chef responsable du réacteur 3 prendra, au cours de la journée et contre les directives de Brioukhanov, la décision de faire passer ce réacteur en arrêt à froid, permettant ainsi de le sauver d'une destruction certaine, au vu de la destruction progressive des installations.

La catastrophe et sa gestion

La lutte contre l'incendie (26 avril 1986)

Afin d'éteindre l'incendie, Brioukhanov appelle simplement les pompiers. Ceux-ci, venus de Pripyat, située à 3 km de la centrale, interviennent sur les lieux sans équipement particulier. Au matin, l'incendie est éteint. Les pompiers, gravement irradiés, sont évacués et mourront pour la plupart dans des conditions atroces. Les témoignages de leur souffrance ont été recueillis par la journaliste biélorusse Svetlana AlexievitchLa Supplication. Tchernobyl, chroniques du monde après l'apocalypse, Op. cit..

L'étouffement du cœur du réacteur en fusion (26 avril - 14 mai 1986)

L'incendie éteint, les techniciens de la centrale prennent conscience de l'étendue des dégâts provoqués par la retombée du toit sur le réacteur, qui est désormais fissuré. Le graphite toujours en combustion, mélangé au magma de combustible qui continue de réagir, dégage un nuage de fumée saturé de particules radioactives. Il faut donc au plus vite étouffer la réaction nucléaire incontrôlée. Ce n'est qu'ensuite que le réacteur pourra être isolé par un sarcophage. La première opération est réalisée grâce à un ballet d'hélicoptères militaires de transport mené par plus de mille pilotes. Il s'agit de larguer dans le trou béant des milliers de tonnes de sable, d'argile, de plomb, de bore, de borax et de dolomite, un mélange qui permettra de stopper la réaction nucléaire. La mission est difficile, car elle consiste à larguer les sacs à une hauteur de 200 m dans un trou de 10 m de diamètre environ, et ceci le plus vite possible, car malgré l'altitude les personnes reçoivent 15 Röntgen en 8 secondes (3 000 fois la dose maximale tolérée par an en France pour une personne). Dans la seule journée du 30 avril, 30 tonnes de sable et d'argile sont ainsi déversées sur le réacteur. Sur le toit et aux alentours immédiats de la centrale, une cinquantaine d'opérateurs sont chargés dans les premiers jours suivant la catastrophe de collecter les débris très radioactifs. Chaque opérateur ne dispose que de 90 secondes pour effectuer sa tâche. Il est exposé à cette occasion à des niveaux de radiations extrêmement élevés dont ne le protègent guère des équipements de protection dérisoires, principalement destinés à l’empêcher d’inhaler des poussières radioactives. Nombre d’entre de ces travailleurs en première ligne ont développé par la suite des cancers et sont morts dans les années qui ont suivi. Cependant, le réacteur est toujours actif et la dalle de béton qui le soutient menace de se fissurer. Plus grave, l'eau déversée par les pompiers pour éteindre l'incendie a noyé les sous-structures, menacant ainsi l'intégrité et le contrôles des 3 autres réacteurs de la centrale. Si le cœur s'enfonce jusqu'à cette poche d'eau, une nouvelle explosion, beaucoup plus puissante que la première (car serai alors nucléaire), pourrait se produire, qui entrainerait entre autre la destruction Kiev. Une nouvelle équipe de pompiers est alors envoyée pour évacuer cette eau. Ceux-ci travailleront toujours sans protection et y laisseront leur vie. Sous le cœur du réacteur en fusion, la dalle de béton menace de fondre. On amène donc des dizaines de milliers de mineurs des mines des environs de Moscou et du Donbass pour creuser un tunnel menant sous le réacteur afin d'y creuser une salle. Un serpentin de refroidissement à l'hélium doit y être installé pour refroidir la dalle de béton du réacteur. Les mineurs travaillent dans des conditions très difficiles dues à la température élevée et au niveau très important de radiation (le débit de dose à la sortie du tunnel est d’environ 200 Röntgen par heure). Leur sacrifice sera quasiment vain car le circuit de refroidissement ne sera jamais installé et finalement remplacé par du béton. Grâce à ces travaux, le niveau de radiation baissera momentanément avant pourtant de s'élever à nouveau. Ce n'est que le 6 mai que la radiation absorbée en 8 secondes chute enfin à 1, 5 Röntgen. Après cette date, ce sont encore 80 tonnes de mélanges qui seront déversées. Valeri Legassov, un haut fonctionnaire soviétique chargé des questions nucléaires, se suicide en voyant la manière dont l'accident a été géré par les autorités, et publie à titre posthume un article dans la Pravda Valeri Legassov, « Mon devoir est d'en parler », La Pravda, 20 mai 1988..

La réalisation du sarcophage et la décontamination de la zone (14 mai 1986 – décembre 1988)

Dans les mois qui ont suivi, plusieurs centaines de milliers d'ouvriers (600 000 environ), les « liquidateurs » sont venus d'Ukraine, de Biélorussie, de Lettonie, de Lituanie et de Russie pour procéder à des nettoyages du terrain environnant. Leur protection individuelle contre les rayonnements était très faible, voire nulle. La décontamination était illusoire dans la mesure où personne ne savait où transférer le terrain contaminé. Selon Viatcheslav Grichine, membre de l'Union Tchernobyl, principale organisation des liquidateurs, sur 600 000 liquidateurs, « 25 000 sont morts et 70 000 restés handicapés en Russie, en Ukraine les chiffres sont proches et en Biélorussie 10 000 sont morts et 25 000 handicapés.» in Le Monde du 7 avril 2006

L'évacuation tardive des populations

Vue de la centrale nucléaire depuis la ville de Pripyat, toute proche. Le 26 avril 1986, la population locale n’est pas prévenue de l'accident et poursuit ses activités habituelles sans prendre de précautions particulières. Ainsi à Pripiat, 900 élèves âgés de 10 à 17 ans participent à un « marathon de la paix » qui fait le tour de la centrale. Un film argentique amateur d'époque montre de manière très flagrante que Pripiat est déjà contaminée gravement : la radioactivité y a formé de nombreux flashs blancs au rythme de plusieurs par seconde. L'évacuation débute le 27 avril et les 45 000 habitants de Pripiat sont les premiers concernés. Ils n'ont été informés quelques heures auparavant par la radio locale, qui leur demandait de n'emporter que le strict minimum et leur promettait qu'ils seraient de retour sous 2 ou 3 jours. Emmenés par l'armée, ils sont hébergés dans des conditions précaires dans la région de Polesskoie, elle-même gravement touchée par les radiations. Les premiers symptômes d'une forte exposition aux radiations (nausées, diarrhées, etc.) commencent à apparaître déjà chez beaucoup d'entre eux. Au début du mois de mai, les 115 000 personnes habitant dans un rayon de 30 km autour du site sont évacuées, opération qui se poursuit jusqu'à la fin du mois d'août. Chaque évacué reçoit une indemnité de 4000 roubles par adulteCette somme correspond à un an de salaire moyen et 1500 roubles par enfant. Les évacuations touchent au total environ 250 000 personnes de Biélorussie, de Russie et d’Ukraine. Slavoutich, une ville comptant plus de 30 000 habitants à la fin de l'année 1987, est créée ex nihilo. Quatre « zones de contamination » décroissantes sont définies. Deux d'entre elles ne sont pas évacuées, mais les habitants disposent d'un suivi médical et de primes de risque.

La gestion administrative et politique de la catastrophe

L'opacité des autorités locales et des échelons bureaucratiques

Dans les premières heures qui suivent la catastrophe, l'opacité créée par les différents échelons administratifs est totale. Mikhaïl Gorbatchev n'est informé officiellement que le 27 avril. Le rapport qui lui est transmis parle d'une explosion, de la mort de deux hommes, de l'arrêt des tranches 1, 2 et 3. Les rapports faits au dirigeant soviétique sont entourés d'« un luxe de précautions oratoires »Mikhaïl Gorbatchev, Mémoires, Le Rocher, 1997.. Le manque d'information des plus hautes instances dirigeantes est certes la conséquence de la sous-évaluation, dès le départ, de la gravité de la catastrophe (cf. supra), mais aussi de la culture du secret inhérente au système soviétique.

Le rôle des pays occidentaux

Le 28 avril au matin, un niveau de radioactivité anormal est constaté dans la centrale nucléaire de Forsmark en Suède, qui entraîne l'évacuation immédiate de l'ensemble du site par crainte d'une fuite radioactive interne. Mais les premières analyses montrent que l'origine de la contamination est extérieure à la centrale et vient de l'est. L'après-midi du même jour, l'Agence France-Presse rapporte l'incident. À partir de ce moment, toutes les hypothèses sont formulées par les médias occidentaux. Les informations arrivent au compte-goutte (interview à Kiev de personnes évacuées de la zone, etc.). L'agence de presse TASS parle le 29 avril d'un accident « de gravité moyenne survenu à la centrale nucléaire de Tchernobyl » tandis que les photos satellites du site de la centrale révèlent les premières images de la catastrophe.

La communication de crise : un mélange de propagande soviétique et d'une volonté réelle de transparence

Pour Gorbatchev, la catastrophe constitue la première mise en œuvre de la politique de glasnost (« transparence ») présentée au cours du XXVII congrès du PCUS (25 février – 6 mars 1986) et qui a rencontré de fortes oppositions. Dans son esprit, l'accident constitue « un nouvel argument fort en faveur de réformes profondes. » Le 14 mai, Gorbatchev prononce une allocution télévisée dans laquelle il reconnaît l'ampleur de la catastrophe et admet que des dysfonctionnements profonds ont eu pour conséquence que « ni les politiques, ni même les scientifiques n'étaient préparés à saisir la portée de cet événement. » Cette volonté de transparence ne va pas sans une très importante propagande autour des travaux réalisés, destinée à mettre en valeur la « bataille contre l'atome ». Une banderole apposée sur le réacteur éventré proclame que « le peuple soviétique est plus fort que l'atome » tandis qu'un drapeau rouge est fixé au sommet de la tour d'aération de la centrale à l'issue des travaux de déblaiement.

Conséquences de la catastrophe

Conséquences humaines et matérielles

alpha, bêta et gamma. Pripyat, devenue une ville fantôme. Un « sarcophage », constitué d'une partie en béton à sa base et d'une charpente métallique sur les parties supérieures a été construit par les liquidateurs autour et sur les restes du réacteur détruit. Sa fonction principale est de protéger les matières radioactives des intempéries. Il sert aussi à empêcher les fuites de gaz et de poussières radioactives dans des limites raisonnables, permettant d'effectuer des travaux aux alentours du site. Ces travaux ont été réalisés en un temps record compte tenu des conditions extrêmes de radioactivité (le sarcophage a été mis en service au mois de novembre 1986, soit seulement six mois après la catastrophe). Cet exploit a été rendu possible grâce à la participation massive des soldats de l'armée soviétique, et plus largement de l'ensemble de la population masculine valide de l'URSS. Outre l'évacuation des zones qui a constitué un traumatisme majeur sur les populations vivant de l'agriculture, c'est le sort des samosioli qui reste aujourd'hui le plus frappant. Samosioli (ou « colons individuels » en français) est le nom donné aux personnes revenues vivre dans la zone d'exclusion, malgré les interdictions, et qui vivent en autarcie de leur lopin de terre. Leur nombre est estimé à un millier. D'autre part, le trafic s'est développé. Il concerne des objets et mobilier laissés à l'abandon (et parfois fortement contaminés), le bois de chauffage abattu illégalement et le braconnage des animaux qui ont proliféré depuis l'évacuation de la zone. Enfin, des agences de tourisme spécialisées dans la visite du site attirent des « touristes nucléaires » venus du monde entier.

Conséquences sanitaires

Conséquences en France

Conséquences techniques

Le sarcophage qui entoure le réacteur Photo satellite de la région de Tchernobyl en 1997. À la suite de la catastrophe, le réacteur n°4 de Tchernobyl a été recouvert d'un « sarcophage » de béton. La catastrophe a accéléré la recherche sur les réacteurs RBMK et leur modernisation. Elle a également mis en évidence la nécessité d'une enceinte de confinement autour des installations, dont l'efficacité a été pleinement démontrée par les conséquences bénignes de la catastrophe de Three Mile Island. En 2000, les autres tranches de la centrale ont été arrêtées définitivement, sous la pression de l'Union européenne et en échange d'aides financières. Depuis des années, l'eau et la neige s'infiltrent dans le « sarcophage » : le béton a souffert de la radioactivité, et la structure a été bâtie sur des fondations préexistantes ou sur des structures instables dont l'état n'est plus connu avec précision. En 1997, la communauté internationale jugeait qu'une intervention sur le site de Tchernobyl était nécessaire. Il s'agissait de stabiliser le sarcophage actuel, préparer le site à la construction d'un nouveau sarcophage pour finalement le construire. Entre 2003 et 2006, des travaux des construction d'un bâtiment de vestiaire, d'un hôpital, d'un centre d'entraînement, d'une base de construction, des réseaux d'alimentation en eau et énergie(s) ainsi que d'un bâtiment administratif ont été réalisés. En 2006, suite à un appel d'offre, une entreprise russe a procédé à la stabilisation des parties instables du sarcophage existant. En 2001 le concept « arche de Tchernobyl » fut choisi entre 2002 et 2003, un avant projet a été réalisé. Un appel d'offre international à été lancé le 11 mars 2004 pour la conception, la construction et la mise en service du nouveau confinement. Les travaux de terrassement ont débuté en 2006 et la construction de l'arche devrait s'achever en 2010. Le coût total de ces projets est estimé à 840 millions d'euros payé en majeure partie par les pays du G7 et l'Ukraine. Son financement est géré par la Banque européenne pour la reconstruction et le développement (BERD). L'arche aura pour hauteur 110 mètres, pour largeur 150 m et pour longueur 270 m. Cette arche abritera des ateliers destinés à décontaminer, traiter et conditionner les matériaux radioactifs en vue d'un futur stockage« Un deuxième sarcophage pour oublier Tchernobyl », dans Sciences et Avenir 710 (avril 2006).

Voir aussi

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