Le réseau SARNET, réseau d'excellence européen sur les accidents de fusion du cœur

Le réseau d’excellence européen SARNET (Severe Accident Research NETwork of excellence) a démarré son activité le 2 avril 2004 pour quatre ans dans le cadre du 6e Programme Cadre de Recherche et Développement (PCRD) de la Commission Européenne. Il s'est poursuivi à partir du 1er avril 2009 pour une durée de quatre ans dans le cadre du 7e PCRD. Coordonné par l’IRSN, SARNET a rassemblé 47 organismes impliqués dans la recherche sur la sûreté des réacteurs nucléaires (instituts de sûreté, universités, industriels, centres de recherche …), dans 18 pays européens ainsi que les États-Unis, le Canada, la Corée du Sud, l'Inde et en 2012 le Japon. Le réseau a rassemblé environ 250 chercheurs et 30 doctorants, et les efforts représentaient l’équivalent de 40 personnes à plein temps. Depuis mi-2013, le réseau a été intégré dans l’association internationale NUGENIA (NUclear GENeration II & III Association) dont la mission est de coordonner l’ensemble de la recherche européenne sur les réacteurs de 2e et de 3e génération.

Site web SARNET

• Mieux coordonner les capacités de recherche sur les accidents de fusion du cœur de génération 2 et 3 ;
• Contribuer à réduire les problèmes en suspens dans ce domaine en conduisant des programmes de recherche communs appropriés
• Intégrer le meilleur état de la connaissance dans des outils informatiques performants (logiciel ASTEC) pour l'évaluation de la sûreté des réacteurs, notamment dans le cadre des Evaluations Probabilistes de Sûreté de niveau 2 ou EPS2 (i.e. études probabilistes des conséquences des accidents de fusion du cœur
• Diffuser la connaissance et former de nouveaux experts dans ce domaine.

Analyse des besoins et élaboration de programmes de recherche

Les grandes orientations que doivent suivre les programmes de recherche européens, pour répondre aux questions essentielles dans le domaine des accidents de fusion de cœur et les priorités ont été périodiquement redéfinies avec rigueur, en appliquant la méthodologie adoptée dans le projet EUROSAFE du 5e PCRD. Les enseignements des accidents de Fukushima-Daiichi en mars 2011 ont été pris en compte dans le rapport final émis par SARNET mi-2013 sur les priorités de recherche. Des propositions de programmes ont été élaborées en prenant en compte les programmes existants, et en tirant profit des complémentarités des différents laboratoires.  

Travaux des besoins et élaboration de programmes de recherche

Cette activité, menée sur les sujets prioritaires, a pour objet de mener des travaux de recherche et de fournir des états de l’art et des recommandations en termes de modélisation physique. Le réseau d’excellence européen SARNET (Severe Accident Research NETwork of excellence) a démarré son activité le 2 avril 2004 pour quatre ans dans le cadre du 6e Programme Cadre de Recherche et Développement (PCRD) de la Commission Européenne. Il s'est poursuivi à partir du 1er avril 2009 pour une durée de quatre ans dans le cadre du 7e PCRD. Coordonné par l’IRSN, SARNET a rassemblé 47 organismes impliqués dans la recherche sur la sûreté des réacteurs nucléaires (instituts de sûreté, universités, industriels, centres de recherche), dans 18 pays européens ainsi que les Etats-Unis, le Canada, la Corée du Sud, l'Inde et en 2012 le Japon. Le réseau a rassmeblé environ 250 chercheurs et 30 doctorants, et les efforts représentaient l'équivalent de 40 personnes à plein temps. Depuis mi-2012, le réseau a été intégré l'association internationale NUGENIA (NUclear GENeration II et III Association) dont la mission est de coordonner l'ensemble de la recherche européenne sur les réacteurs de 2e et de 3e génération.

Quatre domaines principaux sont couverts :

• La possibilité de refroidir le cœur ou le corium (mélange de matériaux résultant de la fusion du cœur) à l’intérieur de la cuve (renoyage d’un cœur dégradé, etc.) ;
• L'interaction entre le corium et le béton du radier, sur lequel il peut reposer une fois la cuve percée, et la possibilité de le refroidir
• La tenue de l’enceinte de confinement (possibilité de détonation d’hydrogène, d’explosion de vapeur, etc.)
• Le comportement des produits radioactifs libérés (relâchement depuis le combustible sous air, chimie de l’iode et du ruthénium dans le circuit primaire et l’enceinte de confinement, etc.)

De programmes expérimentaux ont été réalisés au sein du réseau, en particulier sur les deux premiers thèmes ci-dessus. Leur interprétation conjointe par les partenaires et la réalisation d’exercices d’inter-comparaison entre logiciels de calcul ont permis de faire progresser la compréhension des phénomènes et leur modélisation physique.

L'ensemble des résultats expérimentaux produits et utilisés par les partenaires ont été progressivement réunis, selon les mêmes protocoles, dans un réseau de bases de données d'accès contrôlé (basé sur l’outil STRESA développé et maintenu par le "Joint Research Center" de la Commission Européenne) afin de garantir leur pérennité. Début 2013, les résultats de 265 essais réalisés dans 43 installations avaient été archivés dans la base.
 
Des collaborations étroites existent avec les autres projets internationaux (par exemple les projets OCDE).

Elaboration d'outils et de méthodes de référence

Le logiciel ASTEC, co-développé par l’IRSN et la GRS pour simuler les accidents de fusion du cœur, a été mis à la disposition des membres du réseau qui ont contribué à sa qualification. ASTEC a intégré progressivement les modèles élaborés au sein du réseau et a été adapté aux besoins des utilisateurs pour leurs travaux d’interprétation et leurs applications aux réacteurs de divers types. Il est applicable aux réacteurs à eau sous pression de Génération II et III (dont EPR) et aux réacteurs à eau bouillante et aux Candu. Capitalisant les connaissances acquises, largement distribué, ASTEC est devenu une référence internationale et la référence européenne en termes de logiciel de calcul relatif aux accidents de fusion du cœur.

Des travaux sur l’harmonisation des méthodes utilisées pour les EPS2 ont eu lieu dans la première phase du réseau. Les efforts se sont poursuivis entre 2008 et 2012 dans un projet européen dédié, ASAMPSA2, regroupant 21 organismes européens et coordonné par l’IRSN. Une étroite concertation a été maintenue entre les deux projets.  

Transmission des connaissances 

La transmission des connaissances fait partie des objectifs de SARNET.

Au-delà de la formation à l’utilisation d’ASTEC, le transfert de connaissances a lieu sous plusieurs formes :

• Une grande conférence, ERMSAR (European Review Meeting on Research on Severe Accidents) est organisée périodiquement pour présenter et discuter les progrès accomplis au sein du réseau. Cette conférence est devenue progressivement un des évènements internationaux majeurs dans le domaine des accidents de fusion du cœur. Huit conférences ont été organisées depuis 2004 ;
• Des cours de formation d'une semaine sont périodiquement organisés pour des étudiants et jeunes chercheurs ou pour des spécialistes ayant une certaine expérience. 
• Un livre sur les "Accidents de fusion du cœur", destiné à la communauté scientifique, a été édité fin 2011 ;
• De nombreuses publications ont été réalisées dans des journaux scientifiques ou dans des conférences nationales ou internationales : 93 dans des journaux à revue par les pairs, et 262 présentations dans des conférences. Trois numéros spéciaux de journaux ont été publiés : Nuclear Engineering and Design sur ASTEC (début 2014) et Annals of Nuclear Energy sur une sélection des meilleurs articles d’ERMSAR-2013 (au printemps 2014) et un troisième numéro d'Annals of Nuclear Energy en 2016 sur une sélection d'articles d'ERMSAR-2015
• Un programme de mobilité permet à de jeunes chercheurs ou des étudiants d’être détachés pendant plusieurs mois dans d’autres laboratoires du réseau afin de se familiariser avec les travaux de recherche qui s’y déroulent.

Le bilan de SARNET traduit un réel succès. Le réseau a d’une part réussi à définir, dans le cadre d’une large concertation (industriels, organismes de recherche et TSO), les domaines sur lesquels les efforts de la recherche européenne relative aux accidents de fusion de cœur doivent porter en priorité et a d’autre part su organiser le travail de recherche sur ces domaines prioritaires en tirant profit des compétences et moyens complémentaires existant au sein des différents membres du réseau. Au fait de l’actualité internationale, le réseau revoit périodiquement ses orientations prioritaires, afin notamment de tenir compte des préoccupations de la sûreté et des avancées de la recherche internationale. Le réseau a renforcé le leadership Européen dans le domaine des accidents de fusion de cœur et a consolidé le logiciel ASTEC comme référence internationale. Enfin il a produit de nombreux rapports de synthèses et des états de l’art, dont la diffusion associée à des formations et séminaires a contribué au développement des connaissances et compétences des nouvelles générations de scientifiques concernés par la sûreté de l’industrie électronucléaire.

Cette dynamique se poursuit, une des leçons de l’accident de Fukushima étant la nécessité de renforcer les capacités de mitigation des conséquences d’accidents de fusion du cœur et c’est sur cet axe prioritaire que se développeront les programmes futurs. Depuis mi-2013, le réseau a été intégré dans l’association internationale NUGENIA (NUclear GENeration II & III Association) dont la mission est de coordonner l’ensemble de la recherche européenne sur les réacteurs de 2e et de 3e génération. NUGENIA a confié à SARNET la coordination de l’un de ses huit thèmes de recherche : ce thème s’étend des accidents de fusion de cœur aux situations de crise et post-accidentelles. Les activités du réseau ainsi élargies se poursuivent sous la coordination de l’IRSN dans un cadre nouveau, mais cependant sans remise en cause des modalités de fonctionnement interne de SARNET (conférences, séminaires techniques, cours, élaboration de nouveaux projets...). À noter que le réseau est maintenant ouvert à tout membre de NUGENIA mais d'autres organisations peuvent assister à certains événements comme les conférences, séminaires et cours.

Le succès du réseau est aujourd'hui reconnu au-delà du cadre européen, plusieurs nouveaux partenaires contribuent aux activités du réseau (venant de la Pologne, du Canada et du Japon par exemple) et de nouvelles manifestations d'intérêt parviennent régulièrement.