Les études probabilistes de sûreté : Un outil d’analyse des risques et d’amélioration de la sûreté aux centrales nucléaires

Lors de la conception d’une centrale nucléaire, des exigences strictes sont établies pour que tous les composants puissent résister à des conditions extrêmes. Parmi ces conditions, mentionnons les conditions météorologiques extrêmes, l’activité sismique ainsi que la chaleur et la pression intenses qui peuvent être générées à la suite d’un accident dans une installation. Cette approche de la conception d’une centrale et de ses composants, qui permet de comptabiliser les possibles conditions extrêmes à l’aide d’exigences et de marges de sûreté, s’appelle l’analyse déterministe de la sûreté. Depuis les années 1980, un autre outil – l’étude probabiliste de sûreté (EPS) – a été lancé. Également connue sous le nom d’« évaluation probabiliste de la sûreté », l’EPS permet d’analyser, au moyen de probabilités, le risque global pour une centrale nucléaire dans des conditions anormales.

À quoi les études probabilistes de sûreté servent-elles?

Les EPS permettent de répondre aux questions suivantes :

  • Quels problèmes pourraient survenir?
  • Quelle est la probabilité qu’ils se produisent?
  • Quelles en seraient les conséquences?

Ces études permettent à la CCSN et aux exploitants de mieux comprendre chaque centrale nucléaire et de cibler les améliorations potentielles à la sûreté. Les exigences de la CCSN relatives aux EPS font partie du cadre de réglementation canadien et sont énoncées dans le document REGDOC‑2.4.2, Analyse de la sûreté : études probabilistes de sûreté (EPS) pour les centrales nucléaires.

Leçons tirées de Fukushima

En raison de l’accident nucléaire de Fukushima survenu en mars 2011, la CCSN exige des exploitants de centrales nucléaires qu’ils réexaminent les dangers externes propres au site, comme l’activité sismique et les vents violents, et les événements touchant les piscines de combustible usé. Le document REGDOC 2.4.2, publié en 2014, tient compte des leçons retenues et des mesures mises en œuvre découlant du Rapport du Groupe de travail de la CCSN sur Fukushima (p. ex. nouvelles exigences relatives aux EPS pour les incidents touchant des tranches multiples), des autres sources radioactives (p. ex. piscines de combustible usé), des combinaisons possibles de dangers externes (p. ex. incendies et inondations provoquées par des activités sismiques) et des occasions où certaines tranches fonctionnent à faible puissance pendant de longues périodes.

L’amélioration continue est un principal fondamental de la sûreté nucléaire, et les EPS n’y font pas exception. À l’heure actuelle, un projet pilote est en cours avec Ontario Power Generation pour l’élaboration d’une EPS visant l’ensemble du site.

Niveaux d’étude

La CCSN exige deux niveaux d’étude. 

L’EPS de niveau 1 permet d’analyser les séquences qui pourraient entraîner des dommages graves au cœur du réacteur, qu’on appelle également « accident de fusion du cœur du réacteur ». Ce niveau est axé sur la réponse de la centrale à divers types d’accidents, qu’ils soient provoqués par des événements externes (comme un séisme et une inondation), des événements internes (comme la défaillance de systèmes) ou des erreurs humaines.

L’EPS de niveau 2, qui se fonde sur les résultats de l’EPS de niveau 1, consiste à examiner la réponse de l’enceinte de confinement dans le cas d’un accident et à déterminer la probabilité et l’ampleur des rejets potentiels de matières radioactives dans l’environnement.

Lire des résumés d’EPS de centrales nucléaires canadiennes :

Une limite s’applique aux risques que pose l’exploitation des centrales nucléaires pour la société. C’est pour cette raison que les deux objectifs qualitatifs en matière de sûreté suivants ont été établis par la CCSN :

  1. Les membres du public doivent bénéficier d’un niveau de protection contre les conséquences de l’exploitation d’une centrale nucléaire de sorte qu’il n’y ait pas de risque supplémentaire pour leur vie et leur santé.
  2. Les risques sociétaux pour la vie et la santé que pose l’exploitation d’une centrale nucléaire devraient être comparables ou inférieurs aux risques que présentent les autres technologies viables et concurrentes de production d’électricité, et ne devraient pas constituer un ajout important aux autres risques auxquels la société est confrontée.

Lire des résumés d’EPS de centrales nucléaires canadiennes :

Un expert de la CCSN examine la qualifications séismique d’une centrale nucléaire au Canada

Un expert de la CCSN examine la qualifications séismique d’une centrale nucléaire au Canada

Pour des raisons pratiques, deux objectifs quantitatifs en matière de sûreté ont été établis pour les centrales existantes. Ces limites respectent les pratiques exemplaires internationales :

  • Pour une EPS de niveau 1, qui examine la fréquence des dommages graves au cœur du réacteur, la limite de l’objectif de sûreté est inférieure à un événement par période de 10 000 ans (c.-à-d. 1E-04/an, ou 1 x 10-4/an)
  • Pour une EPS de niveau 2, qui examine la fréquence des rejets importants, la limite de l’objectif de sûreté est inférieure à un événement par période de 100 000 ans (c.-à-d. 1E-05/an, ou 1 x 10-5/an)

Dangers envisagés

Au moment d’effectuer une EPS, une liste exhaustive de dangers est prise en compte. Ces dangers font généralement partie des événements internes ou externes, notamment :

  • Événements internes : Événements causés par une défaillance soudaine d’un composant ou par une erreur humaine dans la centrale
  • Incendies internes : Incendies ayant pris naissance dans la centrale
  • Inondations internes : Inondations provenant de la centrale
  • Dangers naturels externes : Événements comme des séismes, des vents violents, des inondations, du verglas, des météorites, des orages géomagnétiques et des éruptions solaires
  • Dangers externes d’origine humaine : Événements comme des écrasements d’avion et des accidents dans des installations industrielles à proximité
Firefighters at the Point Lepreau Nuclear Generating Station

Pompiers à la centrale nucléaire de Point Lepreau

Certains dangers sont éliminés au début du processus d’EPS, car ils sont très improbables ou non pertinents pour la région, ou encore parce qu’ils auraient de faibles répercussions sur la sûreté de l’installation. Par exemple, les inondations causées par un tsunami ne seraient pas prises en considération pour une EPS dans une centrale nucléaire située en Ontario. Également, les chutes de météorites (fréquence d’environ un événement sur une période d’un million d’années) seraient éliminées.

Amélioration de l’exploitation quotidienne

Les résultats des EPS ont des répercussions sur l’exploitation quotidienne des centrales nucléaires existantes. Ils servent notamment à optimiser les tests et les stratégies d’entretien pour que ces derniers soient axés sur les éléments les plus importants sur le plan de la sûreté.

De plus, les résultats des EPS aident le personnel de la CCSN à orienter ses efforts d’inspection et de surveillance.

Combiner des EPS avec d’autres types d’évaluation

Les EPS ont des limites. Elles sont donc utilisées en combinaison avec d’autres types d’évaluation dans l’établissement d’un dossier de sûreté.

Par exemple, il est difficile de modéliser toutes les dépendances entre les systèmes et de bien tenir compte des interventions humaines (surtout dans les cas de procédures de gestion d’accidents graves). Parmi les contributions importantes au dossier de sûreté, mentionnons les analyses de la défense en profondeur, les marges de sûreté, le respect des codes et la culture de sûreté.

La CCSN continuera à mener des efforts visant à produire des EPS, et ne compromettra jamais la sûreté!