Savoir et comprendre

L'IRSN est un acteur majeur de la recherche sur les accidents graves. Il a contribué à partir des années 1980 à l’effort international de recherche avec trois objectifs :

• mieux apprécier la possibilité de rejets importants à court terme,
• améliorer les possibilités de gestion des accidents graves (évaluation des délais et des actions prévues, proposition de nouvelles procédures, etc.),
• apprécier d’une manière plus précise les rejets envisageables (définition des plans d’urgence).

L’IRSN réalise des études sur les accidents avec fusion du cœur à l’aide d'un ensemble de codes de calculs couplés entres-eux. Ce ensemble porte le nom de code « intégral » ASTEC co-développé avec l'homologue allemand de l'IRSN, le GRS, et à l’aide d'autres codes de calcul dont la physique est beaucoup plus détaillée (des codes « mécanistes »).

Le code ASTEC permet de simuler, de manière aussi réaliste que possible, les accidents graves susceptibles d'affecter les réacteurs nucléaires à eau, actuels ou futurs, de différents types. Il modélise les accidents depuis l’évènement initiateur jusqu’aux rejets radioactifs éventuels dans l’atmosphère extérieure. Il est composé d’un ensemble de modules couplés.

ASTEC est le logiciel européen de référence dans le réseau d’excellence SARNET de la Commission européenne. Il est également utilisé par des organismes canadiens, russes, sud-africains, sud-coréens, indiens et chinois.

Pour en savoir plus sur ASTEC, lire la page de présentation dans la rubrique « La Recherche »

L’IRSN développe ou finance le développement des codes :

• ICARE-CATHARE simulant le comportement du circuit primaire et la dégradation du cœur jusqu’à la rupture de cuve;
  
• MFPR modélisant l’émission des produits de fission hors du combustible ;
• CROCO modélisant la thermohydraulique des bains de corium fondus ;
• TONUS simulant la thermohydraulique et le comportement de l’hydrogène dans l’enceinte ;
• MC3D modélisant l’explosion de vapeur (MC3D devient le code standard européen sur le sujet) et l’échauffement direct de l’enceinte.
   

Tous ces codes sont validés sur les résultats de programmes expérimentaux français ou étrangers, qu’il s’agisse de programmes analytiques ou de tests intégraux.

Coordonné par l'IRSN, le réseau Severe Accident Research NETwork of excellence (SARNET) rassemble 200 chercheurs de 49 organismes européens impliqués dans la recherche menée dans 18 pays sur les accidents graves susceptibles d'affecter les réacteurs nucléaires à eau. Il permet de fédérer les moyens de recherche disponibles en Europe et d’accélérer ainsi l'acquisition de connaissances scientifiques et leur diffusion. Il a démarré son activité en 2004.

D'énormes progrès ont été accomplis dans la connaissance, la prévention et l'évaluation des conséquences des accidents graves. Il subsiste cependant des incertitudes (par exemple sur le comportement de l'iode radioactif) que le réseau a pour objectif de réduire.

Les connaissances acquises par le réseau seront progressivement intégrées dans l’outil de simulation numérique ASTEC, co-développé par l'IRSN et la GRS. Le logiciel ASTEC est adapté aux caractéristiques des différents types de réacteurs existant en Europe et mis à la disposition des membres du réseau. Il est devenu la référence européenne en termes d'outil de simulation numérique des accidents graves des réacteurs à eau.

Dans le domaine des accidents graves, la transmission des connaissances est essentielle. Au-delà de la formation à l'utilisation du logiciel ASTEC, le réseau organise une grande conférence tous les 18 mois sur les progrès accomplis et forme des étudiants et des jeunes chercheurs.

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.

Pour en savoir plus sur SARNET, lire la page de présentation dans la rubrique « La Recherche »

Une étude probabiliste de sûreté (EPS) vise à déterminer la probabilité d’un événement redouté. Elle permet d’obtenir une appréciation mieux quantifiée du risque associé à une installation et surtout des enchaînements de phénomènes en cause. Cette approche aide à déterminer les axes de progrès les plus intéressants.

Une EPS de niveau 1 retient la fusion du cœur comme événement redouté. Une EPS de niveau 2 poursuit au-delà de la fusion du cœur, étudiant des séquences d’événements pouvant conduire à des rejets plus ou moins importants dans l’environnement. 

En 2006, EDF et l’IRSN ont achevé chacun une première version de l’EPS de niveau 2 sur les tranches de 900 MWe et projettent de développer une EPS de niveau 2 sur les tranches de 1300 MWe. L’étude IRSN comporte un niveau détaillé de représentation des phénomènes physiques et du fonctionnement des systèmes, leur étude approfondie afin de les quantifier.
  
Par rapport à l’EPS 2 réalisée aux États-Unis par l’USNRC (NUREG 1150) pour des réacteurs similaires :

• l’interface avec l’EPS 1 est plus détaillée ;
• la méthode de quantification des phénomènes physiques est plus largement fondée sur des résultats de calculs plutôt que sur des jugements d’experts ;
• l’évaluation des actions humaines comprend toutes celles qui pourraient être menées par les équipes de crise,
• les fuites du confinement sont prises en compte de manière approfondie ;
• un programme d’études spécifique sur la tenue des équipements en situation d’accident grave a été engagé.

Dans cette version, tous les états de fonctionnement du réacteur n’ont pas été considérés, en particulier les états à l’arrêt. En conséquence, les études seront poursuivies.

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Pour en savoir plus sur le code ASTEC :

• Fiche de présentation d'ASTEC
• Descriptif du programme ASTEC
• Simulation d'un accident grave réalisée avec le code ASTEC

Pour en savoir plus sur le réseau SARNET :

• Fiche de présentation SARNET
• Descriptif du programme SARNET
• Site internet du réseau SARNET