Impact des aérosols émis lors d’un incendie sur le confinement des installations nucléaires

Mme Laurence Lecoq, École des Mines de Nantes (France)

M. Gerhard Kasper, Karlsruher Institut für Technologie (Allemagne)

M. Sylvain Picaud, Université de Franche-Comté (France)

Mme Karine Sellegri, Université Blaise Pascal (France)

M. Alexis Coppalle, INSA de Rouen (France)

M. James-Brian Mitchell, Université de Rennes I (France)

M. Claude Rozé, Université de Rouen (France)

Les travaux scientifiques présentés portent sur l’impact des aérosols émis lors d’un incendie sur le confinement des installations nucléaires. Ces activités, menées au sein du Laboratoire de Physique et de Métrologie des Aérosols (LPMA) de l’IRSN Saclay, sont motivées par la nécessité de développer des modèles pouvant prédire les niveaux et les conséquences d’émissions particulaires rencontrées dans les situations accidentelles que sont les incendies. La Figure 1 présente sous forme d’un schéma synthétique l’ensemble des thématiques de recherche liées à l’impact de ces émissions particulaires. Ces dernières sont au nombre de trois et portent sur la mise en suspension de particules radioactives lors d’incendie, la production d’aérosols carbonés par procédés de combustion et le comportement physico-chimique des aérosols émis lors d’un incendie.

Figure 1 : schéma descriptif du champ d’investigation lié aux activités de recherche portant sur l’impact des aérosols émis lors d’un incendie sur le maintien du confinement d’une INB

La première thématique vise à prédire la quantité de matière radioactive particulaire pouvant être mise en suspension en cas d’incendie et par la même occasion être transportée dans le local siège de l’incendie ou encore le réseau de ventilation. Cette thématique est un sujet majeur de préoccupation de l’IRSN et doit fournir des modèles et données consolidés afin de répondre aux questions d’expertise de l’institut. Cette première partie s’intéressera plus spécifiquement aux travaux réalisés sur la mise en suspension de particules radioactives lors d’un incendie de type boîte à gants impliquant des matériaux polymères.

La seconde thématique vise à prédire les propriétés des particules émises spécifiquement par la dégradation thermique des matériaux mis en jeu lors d’un incendie. La connaissance des caractéristiques physico-chimiques de ces aérosols s’avère indispensable si l’on souhaite comprendre leur comportement au sein d’une INB. Les développements métrologiques réalisés seront détaillés puis appliqués afin de caractériser les émissions particulaires et de prédire les propriétés physico-chimiques de celles-ci.

La troisième thématique vise principalement à développer un modèle prédictif de perte de charge des filtres à Très Haute Efficacité (THE) utilisés comme barrière de confinement au sein des réseaux de ventilation des INB. Pour ce faire, l’estimation de la quantité de particules pouvant être piégées par le filtre nécessite d’appréhender les mécanismes de transport et d’évolution des aérosols au sein du local siège de l’incendie et du réseau de ventilation. Les travaux réalisés sur l’agglomération et le dépôt par thermophorèse de ces particules seront donc présentés. Dans un second temps seront détaillés l’ensemble des développements expérimentaux et théoriques réalisés afin de prédire le colmatage des filtres à très haute efficacité par des suies représentatives d’incendie. Seront finalement présenté les récents développements menés sur les mécanismes d’oxydation et de sorption de l’eau sur les suies ainsi que les développements métrologiques entrepris afin de caractériser leur chimie de surface.