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FUKUSHIMA Vers un
démantèlement
43 mois après
Jean-Pierre Pervès
9 octobre 2014
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Fondation del Duca: Démantèlement Fukushima
2
LE TSUNAMI: ENVIRON 19.000 MORTS ET DISPARUS
09/10/2014 - JP Pervès
Un désastre humain
Un désastre industriel et économique Sous-traitants et fournisseurs dévastés
Des accès difficiles
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Fondation del Duca: Démantèlement Fukushima
3 09/10/2014 - JP Pervès
DES FAUTES Le risque tsunami
était connu!
REACTEUR 4 ARRETE ET DECHARGE
LE11/03/2011
REACTEURS 1, 2,ET 3
EN PUISSANCE
LE11/03/2011
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Puissance résiduelle après arrêt des réacteurs
09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima 4
Temps après arrêt
TR. 1 460 MW
TR. 2, 3 784 MW
1 seconde 96 165
1 minute 69 118
1 heure 20 35
1 jour 8.3 14
1 semaine 4.1 7.1
1 mois 2.1 3.5
1 an 0,10 0,24
3 ans 0,025 0,043
10 ans 0,014 0,024
Tsunami
Séisme
Les cœurs sont aujourd’hui stabilisés, réfrigérés et à une température inférieure à 50 °C
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Fondation del Duca: Démantèlement Fukushima
5
Fusion cœur Production hydrogène Dépressurisation sans filtres pour protéger l’enceinte de confinement
Réacteurs 1 et 3: Explosion H2 dans le hall Réacteur 4: explosion dans le hall (cheminée de ventilation commune avec réacteur 3
Réacteurs 2: Explosion H2 dans le tore
Réacteur 4: explosion dans le hall supérieur (cheminée commune avec N° 3)
Réacteurs : vers les explosions hydrogène Situations différentes démantèlements différents
09/10/2014 - JP Pervès
Relâchement vapeur
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LE BLOC REACTEUR
Hall supérieur léger
09/10/2014 - JP Pervès 6 Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima
Réacteurs 1 (460 MW) et 2 et 3 (784 MW) en fonctionnement Réacteur 4 arrêté et déchargé
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09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima 7
REACTEUR N°1 –470 MW
REACTEUR N° 2 784 MW
REACTEUR N° 3 784 MW
EPANDAGE TOTAL DU CORIUM
AU FOND DE L’ENCEINTE DE CONFINEMENT?
EPANDAGE PARTIEL DU CORIUM
AU FOND DE L’ENCEINTE DE CONFINEMENT?
EPANDAGE PARTIEL OU TOTAL DU
CORIUM AU FOND DE L’ENCEINTE DE CONFINEMENT
L’état des coeurs après l’accident ???
Un accès très complexe
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Cuve
Hall supérieur léger
Piscine de dépressurisation
Turbo-alternateur
Eau de mer
Enceinte confinement acier
« Croix »
Vapeur
Condenseur
Pompes
REB type Fukushima
Pas de circuit secondaire Enceinte sous gaz neutre pas de recombineur d’hydrogène Pas de filtres lors de lâchers de vapeur
09/10/2014 - JP Pervès 8 Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima
N2
33 m
11 m
20 m
Contamination élevée de l’ensemble des bâtiments
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09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima 9
Béton
L’ENSEMBLE REACTEUR/TURBO-ALTERNATEUR
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09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima 10
LE COMBUSTIBLE NUCLÉAIRE des BWR de Fukushima 10 mm
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Réacteur 3
Réacteur 4
2ème chantier: Maîtriser la dosimétrie - Déblayer - Décontaminer - Gérer les eaux - Restaurer des confinements
1er chantier: réfrigérer : électricité et eau : gérer les hommes
09/10/2014 - JP Pervès 11 Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima
2011: gestion de crise
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09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima 12
Vue de l’intérieur des locaux
SE RENDRE COMPTE DE L’ÉTAT DES BLOCS RÉACTEURS
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09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima 13
Dosimétrie mensuelle individuelle maitrisée (externe + interne, 7000 à 10000 p)
Maxi annuel 50 mSv
Maxi sur 5 ans 20 mSv x 5
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09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima 14
Une partie des locaux est visitable avec précautions
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CHANTIER N°2: les confinements Fukushima été 2013 ( halls 1&4 reconstitués)
Fondation del Duca: Démantèlement Fukushima
15
4
3 2
1
09/10/2014 - JP Pervès
1
4 3
2
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09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima 16
11 juillet 2011
14 février 2014
10 octobre 2013
LE REACTEUR 3 Août2014
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2013/2017 - Troisieme grand chantier: le risque 137Cs
Sécuriser les 12641 éléments combustibles stockés
Tranche 1
Tranche 2
Tranche 3
Tranche 4
Tranche 5
Tranche 6
Coeur 400 548 548 0 548 764
Piscine 292 587 514 1331 946 876
Piscine commune Châteaux à
sec
6375 408
VERS 2017 ? D’ICI FIN 2014
TROUVER UN STOCKAGE AILLEURS ?
09/10/2014 - JP Pervès 17 Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima
Work to remove melted fuel from the three crippled reactors at Tokyo Electric Power Co.’s Fukushima No. 1 nuclear plant could start in 2020
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Fondation del Duca: Démantèlement Fukushima
18
2012: REACTEUR N°4 Arrêté et déchargé
Fortement endommagé par l’explosion hydrogène Renforcement tenue
au séisme achevée Déblaiement débris
09/10/2014 - JP Pervès
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Réacteur 4: Construction du hall de manutention
29 mai 2013
09/10/2014 - JP Pervès 19 Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima
Nov.2013
18 nov.2013
Fin 2011
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09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima 20
EVACUATION DES COMBUSTIBLES DE LA PISCINE DU REACTEUR 4
Début de l’évacuation le 18 novembre 2013 1331 éléments combustibles irradiés 1254 évacués (94 %)
202 éléments combustibles neufs 22 évacués 57 mouvements de châteaux de transfert
Prévision de fin d’évacuation: fin 2014 http://www.tepco.co.jp/en/decommision/index-e.html
06/10/2014
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09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima 21
Evacuation des combustibles du réacteur 1 Il va falloir rompre le confinement de fortune!
Déblayer Les débris
Grue
Enlever le toit
Retrait Combustibles
Piscine 2017
Fixateurs Contamination
Pulvérisation eau
Télé- opération
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Le quatrième grand chantier « GESTION EAU CONTAMINEE »
Une situation difficile
Comment rejeter les eaux contaminées après épuration sans
impact sur le milieu marin et la pêche
Fondation del Duca: Démantèlement Fukushima
22 09/10/2014 - JP Pervès
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ORIGINE DES EAUX CONTAMINEES (700 m3/j)
Fondation del Duca: Démantèlement Fukushima
23
Le refroidissement des cœurs Quelques dizaines de m3 /h pour Réfrigérer les 3 cœurs Quelques G Bq/ m3 (césium, strontium, antimoine, tritium Recyclage
La nappe phréatique: Niveau d’eau sous-sols maintenu inférieur à celui de la nappe (limitation de la contamination de la nappe) quelques centaine de m3/jour entrent dans les sous-sols 350 m3 d’eau par jour pompés dans les sous-sols
Arrivée d’eaux de pluie (jusqu’à 100 mm en un jour) 09/10/2014 - JP Pervès
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Un bâtiment qui n’est plus étanche L’eau de la nappe est contaminée dans le réacteur
09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima 24
REACTEUR
SOL
Nappe d’eau souterraine
Puits de rabattage de la nappe Rejet direct après contrôle depuis avril 2014
REACTEURS 130 m3/jour
Pompage: 300 à 400 m3/jour Accord avec pécheurs en avril 2014
D’OÙ VIENT CETTE EAU CONTAMINEE
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Effluents liquides: situation tendue, médiatique
• Environ 500.000 m3 (très divers)
• Réservoirs de qualité faible: reprises
• Des stockages encombrants et irradiants
• Une épuration Césium opérationnelle
• Une épuration multi-nucléides arrêtée fin 2013
• Un nouvel équipement prévu fin 2014
09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima 25
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16/09/2014 AIDN/Fr : Fukushima (J-P. Pervès) 26
Barrière étanche sol gelé 1 5
3
2
4
BLOQUER LES FUITES/ UN CHANTIER DE GRANDE AMPLEUR
Objectif de réduction des rejets de strontium et césium
d’un facteur 150 à 400 en 2015 par rapport à 2013
(et d’un facteur 20 pour le tritium)
Couche géologique étanche
Mi-2015?
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Fondation del Duca: Démantèlement Fukushima
27
L’ESPOIR? Une ceinture de sol gelé? (3 x 27 x 2.000 m) (Essais validés- Réalisation de juin 2014 à avril 2015?)
Couche géologique étanche
Sol gelé ep. 3 m et hauteur 27 m
Pompage vers épuration/recyclage
09/10/2014 - JP Pervès
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09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima 28
Préparation des
démantèlements
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Le futur: comment démanteler? • C’est un chantier de dizaines d’années qui s’annonce
• Le gouvernement japonais a créé un Institut international de recherche pour le déclassement nucléaire (IRID)* (International Research Institute for nuclear Decommissionning)
http://irid.or.jp/en/
• Celui ci a lancé en 2013 un concours d’idées pour l’élimination des déchets des cœurs des trois réacteurs détruits lors de l’accident : réponses reçues enjanvier 2014.
09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima 29
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09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima 30
A été créé en août 2014 au sein du Ministère de
l’économie, du commerce et de l’industrie (METI) une « Corporation chargée des compensations liées au
dommage nucléaire et de facilitation du déclassement* ».
Elle a en charge: Donner un avis technique sur le déclassement
Conduite des déclassements Planification et promotion de la R&D
Soutien du management de TEPCO sur les décisions importants Renforcer les coopérations internationales
* Nuclear Damage Compensation and Decommissioning Facilitation Corporation
Experts internationaux: Christophe BEHAR (CEA) + 2 américains et une anglaise
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09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima 31
Dr. Douglas Chapin (Chairman), USA, Dr. Rosa Yang, USA, Dr. Adrian Simper, UK
Dr. Joel Pijselman, France, Mr. Nikolai Steinberg, Ukraine, Dr. Anton Leshchenko,
Russia (Assistant for Chairman, Mr. Robert Coward, USA)
LES PROPOSITIONS DE PROGRAMMES DE R&D
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09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima 32
Un exemple de fiche française Spectroscopie sur plasma induit par laser ou LIBS
(http://irid.or.jp/fd/public/index_en.html)
Laser Nd:YAG
Fibre optique
Plasma
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09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima 33
DEUX GRANDS THEMES: DEBRIS DU COEUR
Caractéristiques: physiques, mécaniques et thermiques Caractéristiques neutroniques (criticité)
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16/09/2014 JPP 34
ROBOT DE PUISSANCE
ROBOT D’INVESTIGATION
DEUX GRANDS THEMES INVESTIGATIONS: accès, prélèvements et diagnostics
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09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima 35
PREMIER SYMPOSIUM IRID JUILLET 2014 Identification d’opérations prioritaires
(http://irid.or.jp/en/reports/symposium/)
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09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima 36
QUELQUES EXEMPLES DE
DEVELOPPEMENTS EN COURS
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09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima 37
REPERAGE DE LA POSITION DU/DES CORIUM PAR « RADIOGRAPHIE » MUON
évaluation bruit de fond en Juillet 2014
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09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement
Fukushima 38
REPERAGE DE LA POSITION DU CORIUM Système optique de mesure tridimensionnelle du corium
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Fukushima 39
ETUDE DE VOIES D’ACCES (étanches?) AU PUITS DE CUVE
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Fukushima 40
Développement d’une large variété d’outils d’accès
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Des situations diverses mais des fuites
sur les enceintes de confinement des 3 réacteurs 1, 2 et 3
1 2
3
1 1
R&D restauration des étanchéités des enceintes de confinement
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Fukushima 41
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Fukushima 42
Objectif de suppression d’une fuite en bouchant une gaine de ventilation entre le puits sec et la chambre
de « suppression de la pression» Polyester haute ténacité gonflant étanchéité
temporaire Mise en place d’un ciment plastique d’étanchéité en
amont du polyester Essais à échelle ½ pas complètement concluants
ETANCHEIFICATION DE L’ENCEINTE DE CONFINEMENT Limitation des débits
d’effluents Mise en eau de l’enceinte pour
extraction du corium
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Fukushima 43
Essais du robot d’examen de l’extérieur du tore Objectif de réparation des fuites avant mise en eau
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Fukushima 44
Stockage a long terme (plus de 10 ans) des
boues et zéolites résultant du traitement des effluents liquides
(JAEA) Prise en compte du risque de
production par radiolyse d’H2 et de cyanide d’H2
Utilisation d’une purge pour l’hydrogène
La production de cyanide n’est pas perceptible
Conteneur en acier
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Fondation del Duca: Démantèlement Fukushima
45
DECONTAMINATION ISOLATION BATIMENT
DIAGNOSTICS PRISES
D’ECHANTILLONS
NOYAGE EVACUATION COUVERTURE SUPERIEURE
DIAGNOSTICS PRISES
D’ECHANTILLONS INTERNE
CUVE
EVACUATION DEBRIS COEUR
LES PHASES D’ASSAINISSEMENT ET DEMANTELEMENT (plan TEPCO de décembre 2011):
1ère phase évacuation des assemblages de la piscine du réacteur 4 (fin 2014), puis de celles des réacteurs 1 à 3 (2017/2018) 2ème phase (dans les 10 ans): évacuation des débris
des trois cœurs 3ème phase (30/40 ans): démolition complète
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En cours: sécuriser Préparation/exploration Démantèlement
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Fukushima 46
Cs-134 : ND Cs-137 : ND All β : ND Tritium : 3.9 Bq/l (Apr 23, 2014)
ACTIVITE DE L’EAU DE MER Imperceptible
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JAPAN BASIC ENERGY PLAN
16/09/2014 JPP 47
• Dévoilé le 25 février et voté en avril 2014
• portant sur 20 ans
• Nucléaire maintenu comme une source d’énergie indispensable, « une énergie de base »
• Huit exploitants ont déposé auprès de l’autorité de régulation des demandes d’autorisation de redémarrage de la production de 17 réacteurs.
• La construction de 3 réacteurs est poursuivie (niveaux de construction 10 %, 40 % et 90 %)
• Poursuite de la mise en service du retraitement
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Fukushima 48
L’autorité de sûreté japonaise à autorisé le 9 septembre 2014 le redémarrage des deux réacteurs REP de la centrale de Sendai.
Mises en service industriel en 1984 et 1985, elles sont exploitées dans le sud-ouest du Japon par Kyushu (6 réacteurs PWR dans l’île sud)
La centrale doit maintenant obtenir l’approbation des autorités locales Redémarrage au plus tôt en décembre après des inspections
« opérationnelles »
FUKUSHIMA
SANDAI
Japon: 60 réacteurs (24 REP et 26 REB), dont 30 sur la côte ouest (21 REP) 3 réacteurs en construction