Arte diffusait récemment "Fukushima - Chronique d'un désastre" un intéressant reportage de la NHK, la télévision japonaise, qui après une enquête approfondie auprès d'ingénieurs présents dans la salle de contrôle au moment du drame, retraçait chronologiquement les évènements qui ont conduits au désatre. Cette émission expliquait les principales raisons de la catastrophe nucléaire de Fukushima en Mars 2011. On retiendra pour l'essentiel que le mur de protection n'était pas dimensionné pour un tsunami majeur, que le fonctionnement du condenseur était mal compris par le personnel de Tepco, l'exploitant de la centrale et qu'enfin le capteur de niveau d'eau dans la cuve indiquait une hauteur erronée (à cause d'une pression de vapeur très importante), ce qui a induit en erreur les techniciens, les persuadant pour un temps que le réacteur était encore sous contrôle et retardant d'autant une intervention d'urgence. L'ensemble des erreurs de conception ou des erreurs humaines d'exploitation provoquèrent in fine la fusion du coeur du réacteur.

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Les causes de la catastrophe
Le reportage de la NHK souligne les causes majeurs de la catastrophe de Fukushima :

  • Un mur de protection pas assez élevé (conception initiale)
  • Une méconnaissance par le personnel de la salle de contrôle du fonctionnement du condenseur
  • Une jauge de niveau d'eau donnant une fausse information

Un mur de protection de la centrale insuffisant
La centrale de Fukishima était protégée contre des vagues de 3.90 m. Or, le tsunami qui a suivi le tremblement de terre de force 9, avait une hauteur de plus de 10 mètres. La vague submergea l'ensemble du site, comme le montrent les simulations numériques qu'à fait réaliser la NHK d'après les plans 3D des bâtiments de la centrale.  L'innondation de tous les systèmes (générateurs de secours, batteries, ...) provoque alors une panne d'électricité générale de la centrale qui prive les techniciens de tout indicateur.

Une méconnaissance du fonctionnement du condenseur
Le condenseur à pour objectif, en cas d'urgence, à transformer automatiquement la vapeur d'eau en eau (réinjectée dans la cuve) par condensation au travers des circuits d'eau traversant une grosse cuve remplie d'eau. Le condenseur fonctionne même en cas de coupure d'électricité et est l'un des dispositifs majeurs de sécurisation de la centrale. Or, la vanne du condenseur se ferme automatiquement en cas de coupure d'électricité. C'est ce qui s'est justement produit à Fukushima suite à l'inondation de tous les bâtiments et installation de la centrale. Aux États-Unis, pays qui exploite le plus grand nombre de centrales nucléaires, les opérateurs sont formés pour ouvrir manuellement la vanne du condenseur, pratique non réalisée à Fukushima.

A Fukushima, il aura fallu attendre 2 heures après la panne de courant, d'après les enregistrements sonores, pour que les techniciens de la salle de contrôle commencent à évoquer le rôle du condenseur. NHK pense que si la vanne du condenseur avait été ouverte assez tôt, la fusion du coeur du réacteur aurait pu être évitée. Même au niveau de l'état major d'urgence de Tepco, on maîtrisait mal le rôle de la vanne du condenseur. Tepco avait donc l'impression erronée que le condenseur fonctionnait correctement alors que ce n'était pas le cas et que le combustible s'échauffait dangereusement.
Dans la salle de commande, un voyant s'allume prévenant que la vanne est fermée. Les techniciens comprennent alors le problème et interviennent alors pour l'ouvrir manuellement. Mais il est déjà trop tard.

Une jauge de niveau d'eau donnant des informations erronées
Après rétablissement de l'électricité dans la salle de commande, à partir de batteries de bus amenées à proximité, la jauge de niveau d'eau fonctionne à nouveau et semble montrer que le niveau d'eau dans la cuve est correct. Rappelons que l'eau capte et ralentit les neutrons du combustible et empêche un emballement des réactions. Or cette jauge mesure une pression dans la cuve et cette pression est convertie en niveau d'eau. La relation, bien connue, P = ro . g . h (où P est la pression mesurée, ro la masse volumique de l'eau et h la hauteur d'eau dans la cuve) traduit le principe de la mesure indirecte de la hauteur d'eau. Cette équation est valable tant qu'il n'existe pas une pression supplémentaire au dessus de l'eau.

Or, une quantité très importante d'eau a été déjà transformée en vapeur d'eau brûlante sous très forte pression (Pvapeur). La relation se transforme alors en P = ro . g . h + Pvapeur. La pression P semble normale, mais la hauteur d'eau h est en fait très très faible et la pression de vapeur (Pvapeur) très importante au dessus de l'eau restante. Les techniciens dans la salle de contrôle sont donc induits en erreur par cette fausse indication de hauteur d'eau. Le même problème avait été souligné après l'accident de Three Mile Island aux États-Unis. A Fuhushima, ce n'est que lorsque le niveau d'eau se met à monter de manière anormale que les techniciens se doutent du problème et des indications erronées du capteur de hauteur d'eau dans la cuve.