Le
26 avril 1986, à 01.23. 40 du matin
(heure locale) survenait dans un réacteur électronucléaire de forte puissance de la centrale ukrainienne de Tchernobyl (dans
l'ex-URSS) le pire accident que cette forme d'énergie ait connu.
Cette catastrophe dont les multiples conséquences sanitaires, économiques et sociales, directes ou indirectes, ont affecté l'Ukraine, la Belarus et la Fédération de Russie ont eu bien d'autres répercussions nationales et internationales : sans doute a-t-elle achevé de convaincre Mikhaïl Gorbatchev, au pouvoir depuis un an, d'accélérer les réformes de l'URSS (perestroïka, glasnost); mais le monde entier, déjà ébranlé par l'accident de la centrale de Three Mile Island survenu sept ans plus tôt, s'est à nouveau interrogé sur les risques que faisait courir l'énergie nucléaire, et dans nombre de pays européens sous le vent des retombées radioactives, l'émotion et l'inquiétude des populations ont conduit plusieurs gouvernements à réviser considérablement leurs programmes.
Pris de court, et sans information directe en provenance de l' URSS durant les quatre mois qui ont suivi, les experts des pays occidentaux ont eu beaucoup de mal à donner à chaud des réponses satisfaisantes aux questions des médias, d'autant que certains problèmes nouveaux, par exemple sur l'évolution de la contamination de l'environnement, se posaient à eux. Actuellement, les conséquences sanitaires de l'accident dans les pays les plus affectés font encore l'objet de polémiques hors des cercles restreints de spécialistes, et les estimations les plus fantaisistes circulent sur le nombre réel de victimes déjà recensées ou de personnes "potentiellement condamnées". En France, nombreux sont ceux qui sont convaincus que notre pays a réellement souffert des retombées constatées sur notre sol.
Il y a, il est vrai, de réelles difficultés à connaître précisément les effets de la catastrophe, du fait que ces effets, s'ils existent, sont dans de nombreux cas masqués par les occurrences spontanées de même nature. C'est notamment le cas tant pour les "liquidateurs"[1] que pour les populations concernées en Ukraine, Belarus et Russie, pour les leucémies et cancers autres que ceux de la thyroïde; c'est également le cas en France pour les cancers de la thyroïde. Les études épidémiologiques sont impuissantes à discerner les pathologies provoquées par les rayonnements parmi l'ensemble des pathologies observées[2]. Comment s'étonner, dans ces conditions, que certains attribuent à la catastrophe toutes les pathologies, alors que d'autres considèrent qu'on ne peut rien lui attribuer ?
Il
existe cependant un domaine où le "bruit de fond" ne masque pas les
conséquences de la catastrophe : il s'agit des cancers de la thyroïde des
enfants nés avant l'accident dans les régions du Belarus, de l'Ukraine et de la
Russie ayant subi de fortes retombées d'iode radioactif. Ces cancers d'enfants
sont normalement rares, alors qu'une épidémie est apparue dans ces régions au
bout d'un temps de latence de quatre années et se poursuit encore aujourd'hui.
Selon le Comité Scientifique des Nations Unies sur l'effet des Rayonnements
Atomiques (nous utiliserons le sigle anglais UNSCEAR[3]), ces
cancers sont bien recensés et on en aurait dénombré 1800 à fin 1998. Une autre
organisation internationale, le Bureau des Nations
Unies pour la Coordination des Affaires Humanitaires[4] (en anglais OCHA) a cependant publié,
début 2000, un communiqué faisant état de plus de 11 000 cas, sans indiquer ses
sources ; ce chiffre a été abondamment repris par les
médias et
le président de l'UNSCEAR s'est ému auprès du Secrétaire Général
des Nations Unies d'une telle information, infondée selon lui[5].
Autant des opinions différentes pouvaient s'expliquer lorsque les
effets de la catastrophe étaient indiscernables du bruit de
fond, autant elles ne s'expliquaient pas dans ce cas ci. M.Kofi Annan a alors
décidé d’organiser à Kiev, du 4 au 8 juin 2001, une troisième conférence sur
les « effets sanitaires de l’accident de
Tchernobyl », en y convoquant des représentants de l’ UNSCEAR, de
l’ OCHA, de L’Agence Internationale de l’ Energie Atomique (AIEA) et
de l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS), aux côtés d’organismes
compétents des trois républiques concernées de l’ex-URSS[6]. Nous ferons
part dans ce dossier des conclusions de cette dernière conférence.
A
plusieurs reprises, la dernière en 1996, la SFEN a tenté de trier dans les
informations données par les médias "le vrai, du faux et de
l'incertain"[7]. Notre
objectif ici est de rassembler et condenser du mieux possible les informations
disponibles sur les causes et conséquences de cet accident en renvoyant le
lecteur à des rapports plus détaillés et bien documentés. Nous nous appuierons
essentiellement sur les rapports de l'UNSCEAR, dont celui d'avril 2001, , les
conclusions de la conférence de Kiev, les bilans publiés par
l'IPSN (aujourd’hui IRSN), les rapports du Centre International de Recherche
sur le Cancer (CIRC) et de l'Institut de Veille Sanitaire (InVS), ainsi que sur
des informations transmises par des médecins français
en contact avec leurs homologues des pays contaminés[8].
La prudence
s’impose. La validation des données scientifiques,
est une étape obligée de la connaissance des faits, est mal comprise
de l'opinion Ces données, matière
première de la théorie scientifique, sont acquises lentement, vérifiées,
évaluées par les pairs, confrontées au doute systématique et organisées dans un
ensemble cohérent par un jeu d'hypothèses annoncées[9].
Les scientifiques condamnent de manière stricte toute manipulation dans
l'acquisition du fait expérimental (ou épidémiologique) qui sera transformé en
donnée scientifique : ce point très sensible est l'occasion régulière de procès
faits aux auteurs indélicats. Ces caractéristiques opposent évidemment la
connaissance scientifique, résultat d'une procédure universelle, à
l'information, qui n'obéit qu'à la bonne foi de ses auteurs dans les cas les
plus favorables.
Le présent document est divisé en quatre parties.
- la première traite
de l'accident proprement dit en s'étendant sur son déroulement et ses causes,
- la seconde rappelle
les rejets de radioactivité, les contaminations, les évacuations de la
population et les doses qui en ont découlé dans l'ex-URSS,
- la troisième expose
les conséquences sanitaires connues à ce jour dans les pays de l'ex-URSS,
- la dernière a trait
aux conséquences constatées dans d'autres pays d'Europe et particulièrement en
France (contaminations, irradiations, risques sanitaires). Les problèmes de
communication rencontrés dans le passé sont évoqués.
L'annexe rappelle les notions principales de radioprotection utiles à la compréhension du texte (définitions, unités, effets des rayonnements, niveaux d'irradiation courants).
1.1. Le site et le réacteur
L'accident est advenu, lors
d'un essai de sécurité mal conduit, sur la tranche la plus récente du complexe
électronucléaire de Tchernobyl situé à un peu plus de
cent kilomètres au nord de Kiev, capitale de l'Ukraine
(2,6 millions d'habitants), et à une vingtaine de kilomètres au sud de
la frontière du Belarus. Le complexe comportait quatre réacteurs du type RBMK
en fonctionnement et deux en construction. Le refroidissement des réacteurs
était assuré par l'eau d'un lac artificiel construit sur la rivière Pripiat,
affluent du Dniepr.
La ville ancienne de
Tchernobyl (12 500 habitants) se trouve à une quinzaine de kilomètres au
sud-est de la centrale et une cité nouvelle (Pripiat) de 50 000 habitants avait
été construite à sa proximité (à 3 km) pour accueillir
les personnels d'exploitation et leurs familles. Le pays, boisé, avait
une faible densité de population (115 000 à 135 000 habitants au total dans un
rayon de 30 km).
Les réacteurs du
type RBMK ont été développés pour produire de l'électricité
et, à
la demande, du plutonium de qualité militaire.
Certaines caractéristiques techniques en découlent, notamment le fait de
placer le combustible dans des « tubes
de force » pour permettre
le déchargement du combustible, réacteur en marche, ce qui permet d'ajuster le
taux d'irradiation de ce dernier à la valeur désirée. Cette technique permet
aussi de réaliser des unités de grande puissance sans avoir à forger et à
transporter de grosses cuves, opérations délicates que ne maîtrisait pas l’URSS à
cette époque. Ces réacteurs n'ont jamais été exportés hors de
l'URSS et étaient donc mal connus du monde occidental. Le premier de ce type a
été construit à Obninsk en 1954 et le premier 1000 MW a été couplé en 1973 à la
centrale de Leningrad.
Une des particularités de
ces réacteurs est d'avoir un "coefficient
de vide positif", c'est à dire que, si la
proportion de vapeur s'accroît pour une raison ou une autre (crise d'ébullition
locale ou globale par baisse de pression, cavitation des pompes, augmentation
de température), la réactivité du cœur augmente. A forte puissance, ce
phénomène est plus que compensé par le coefficient de température négatif du
combustible, mais à basse puissance, le réacteur peut souffrir d'une réactivité instable.[10]
L'encadré ci-après résume
ses principales caractéristiques
techniques :
Le réacteur n°4 de Tchernobyl, d'une puissance nominale de
3200 MWth (1000 MWe), en service depuis décembre 1983 avec un excellent facteur
de charge était formé d'un empilement de graphite (modérateur) de 12 m de
diamètre et 8 m de hauteur (masse 8500t), traversé par 1660 tubes de force verticaux de 7 m de hauteur en zirconium allié à du niobium, d’épaisseur 4
mm, contenant le combustible (en tout 190 tonnes d'uranium enrichi
à 2% sous forme d'oxyde) et 211 canaux
pour barres de contrôle. Le combustible était refroidi par une circulation
d'eau sous pression (liquide à 270° sous 82 bars à l'entrée des tubes de force, puis bouillante à 285°C sous 70 bars, avec un
titre de vapeur de 14.5%) tandis que l'empilement était refroidi par un
mélange d'azote et d'hélium. La vapeur produite faisait fonctionner deux
turboalternateurs de 500 MWe.
1.2. Le scenario de l'accident
Avant d'arrêter la tranche 4
de la centrale pour une période normale de maintenance, l'exploitant avait prévu d'effectuer dans l'après-midi du vendredi 25
avril, un essai déjà réalisé sur d'autres réacteurs RBMK, ayant pour but de
vérifier qu'en cas de perte du réseau électrique extérieur, les systèmes de
sauvegarde (pompes de circulation, barres de contrôle, alimentation des
sectionnements, contrôle commande) pouvaient être alimentés par le
turboalternateur en attendant leur reprise en secours par les diesels.
Les essais réalisés précédemment avaient montré que le système de régulation de
l'excitatrice devait être ajusté si l'on voulait maintenir une intensité
acceptable le temps voulu pendant le ralentissement du groupe turboalternateur.
Plusieurs péripéties
ont conduit à
retarder cet essai. A la demande du répartiteur d'énergie de Kiev, la baisse
programmée de puissance entamée le 25 avril à 1h06 du
matin, a été interrompue à 14h, et le réacteur est resté alors à
mi-puissance sur un seul turboalternateur durant neuf heures, ce qui a entraîné
un empoisonnement Xénon du cœur, avec une distribution "à deux
bosses" du flux axial des neutrons, très déprimée au centre[11],
et très défavorable au plan de la stabilité cinétique. La réduction volontaire
de puissance a repris à 23h10 jusqu'à ce que la valeur de 500 MWth soit
atteinte le samedi 26 à 0h28. La puissance s'est
ensuite effondrée (puissance neutronique nulle, puissance thermique 30
MW) lors du basculement, mal synchronisé par les opérateurs, du système automatique
local de commande des barres au système global. Il en est résulté un
empoisonnement Xénon accru. Or, pour réaliser l'essai, il fallait retrouver de
la puissance et les opérateurs ont dû extraire presque toutes les barres de
contrôle, ce qu’interdisaient les consignes.
A partir de ce moment (0h30)
toute utilisation de l'arrêt d'urgence conduisait inéluctablement à
l'endommagement du combustible, du fait de la mauvaise conception des barres de
contrôle et sécurité : chacune d'elles était en effet
munie d'un prolongateurs en graphite de 4.5 m de longueur suspendu à
l'absorbant par une tige de 1.4 m qui, dès lors qu'elle était complètement
extraite, repoussait en tombant une colonne d'eau de 1m de hauteur hors du
cœur, augmentant ainsi la réactivité locale[12].
Parallèlement, les conditions thermodynamiques de l'eau ont été modifiées
en mettant en service à 1h06 les huit pompes de circulation à fort débit en vue
de refroidir le cœur pendant l'essai ; la marge de sous-refroidissement
devenait très faible (3°C) et dès lors, toute augmentation
de température ou toute diminution de débit entraînait l'ébullition en
masse de l'eau située à l'entrée basse du réacteur,
augmentant encore la réactivité.
A 1h23mn04s, les paramètres
du réacteur étant stabilisés, l'essai prévu a été engagé par la fermeture de la
vanne d'admission de la vapeur à la turbine ; le ralentissement du
turboalternateur a entraîné celui de 4 des 8 pompes de circulation (les 4
autres étant reliées au réseau). L'accident a été déclenché à 1h23mn40s parquand
l'opérateur quand il a appuyé sur le bouton
d'arrêt d'urgence : l'insertion des barres, dont la chute était lente (20
secondes!) a entraîné une augmentation de la réactivité locale en partie basse
du réacteur et l'énergie déposée dans une partie des combustibles a conduit à
leur rupture brutale et à celle de quelques canaux. L'ébullition en masse de
l'eau a ensuite engendré le passage du réacteur en
situation de prompte criticité et la puissance a pu atteindre en quelques
secondes cent fois la valeur nominale, soit 300 000 MWth !
300 000 MWth!
La reconstitution précise
des phénomènes physiques et chimico-physiques qui sont intervenus est très
difficile : interaction de l'oxyde d'uranium avec l'eau, provoquant la rupture
des tubes de force, déflagration de l'hydrogène produit lors de la
décomposition de l'eau par les structures métalliques portées à très haute
température, soulèvement de la dalle supérieure portant les mécanismes de
barres etc.
Les exploitants perçurent
deux explosions successives, la seconde plus forte que la première, qui firent
se soulever de 14 m la dalle supérieure du cœur (450
t) et conduisirent à la destruction des superstructures du bâtiment. Du
combustible, des composants du cœur et des structures furent projetés sur le
toit des bâtiments adjacents et sur le sol, entraînant un relâchement massif de
produits radioactifs dans l'environnement. Les débris du cœur déclenchèrent une
trentaine d'incendies sur les toits avoisinants (hall des machines et ce qui
restait du bâtiment réacteur) et par des passages de câble menacèrent le
réacteur n°3.
1.3. Les diverses causes de l'accident
C'est en août 1986, à
Vienne, dans le cadre d'une réunion spécialement organisée par l'Agence
Internationale de l' Energie Atomique (AIEA) que le délégué soviétique, Valery
Legassov donna les premières informations sur l'accident. Il incrimina
essentiellement des erreurs graves
d'exploitation :
-
le
non-respect des conditions de fonctionnement prévues pour le jour précédent
-
le
viol des consignes de sécurité et la mise hors service de certaines sécurités
automatiques.
Il souligna (à
tort) que l'accident ne serait pas advenu si une seule de ces multiples
défaillances n'avait pas eu lieu. Le directeur de la centrale et l'ingénieur en
chef présent en salle de commande furent jugés coupables et condamnés à des peines
d'emprisonnement.
Mais, en 1991,
le rapport d'une commission du Comité d'Etat chargé de la sûreté nucléaire de l'URSS (CECSIN),
présidé par le Russe Steinberg reconnaît enfin les défauts de conception des RBMK :
- l'existence de plages d'instabilité à basse puissance,
-
les
vices de conception des barres de contrôle : leur temps de chute excessif (20 s
contre 2 s dans les Réacteurs à Eau Pressurisée du monde occidental) et la
présence de prolongateurs pouvant augmenter la réactivité du cœur au début de
leur chute lorsqu'elles sont en position haute.
Volkov, de l'Institut
Kurchatov, réhabilitera les exploitants en écrivant notamment : "L'ampleur de l'accident n'a donc pas été
déterminé par des actions du personnel, mais par l'ignorance, principalement de la part des cadres scientifiques, de
l'effet du titre en vapeur sur la réactivité du cœur des RBMK. Cette ignorance
a conduit à mal analyser la sûreté de fonctionnement, à négliger les
apparitions répétées de l'important effet des vides sur la réactivité pendant
l'exploitation, à accorder une confiance abusive à l'efficacité du système d'injection de secours qui, en fait, n'a pu
faire face ni à l'accident de Tchernobyl, ni à de nombreuses autres situations,
et à formuler naturellement des
procédures incorrectes.
Cette insuffisance du niveau scientifique s'explique
surtout par les raisons suivantes :
- le très petit nombre
des études de physique neutronique des réacteurs RBMK,
- le fait d'avoir
négligé les écarts dans les résultats obtenus par différentes méthodes,
- l'absence d'études expérimentales dans des conditions
proches des conditions naturelles.
Pendant longtemps le Ministère de l'Energie de l'URSS a exploité les
RBMK avec des instabilités neutroniques sans prêter attention aux signaux
inhabituels et répétés des systèmes de sûreté liés au niveau de puissance.(.)
et n'a pas exigé d'enquêtes approfondies sur les situations d'urgence.
Nous sommes forcés de conclure qu'un accident du genre de celui de Tchernobyl était inévitable."[13]
L'absence d'enceinte de
confinement résistante (contrairement aux REP français) est aussi mise en avant
dans les pays de l'OCDE. Mais aurait-on pu en concevoir une capable de résister
à un tel accident, spécifique des RBMK ?.
Plus évidente est l'absence de culture de sûreté dans le
"système soviétique" qui prévalait alors :
-plusieurs incidents précurseurs étaient survenus, dont le premier
sur le réacteur RBMK de Leningrad, mais ils étaient restés confidentiels et
aucun enseignement n'en avait encore été tiré.
-cet essai risqué n'avait fait l'objet d'aucune analyse préal