Fiche de révision : Gestion des agressions externes en sûreté nucléaire

📋 Plan du Cours

1. Conditions de dimensionnement
2. Principes de protection externe
3. Définition des agressions externes
4. Référentiels de sûreté
5. Liste des agressions externes
6. Inondations externes : effets et protections
7. Inondations externes : quantification
8. Grands froids et protections
9. Séisme : aléa et effets

📖 1. Conditions de dimensionnement

🔑 Notions clés & Définitions

• Conditions de fonctionnement de dimensionnement : Les conditions de dimensionnement regroupent des événements internes représentatifs, plus des enveloppes, utilisées pour couvrir les situations considérées dans la sûreté.
• Catégories de fréquences annuelles : Les catégories classent les événements internes selon leur fréquence annuelle par réacteur, de la normale aux accidents hypothétiques.
• Domaine complémentaire : Le domaine complémentaire regroupe des études pour justifier des dispositions visant à ramener à un niveau acceptable le risque d’événements dont les conséquences dépassent notablement celles de la catégorie correspondante.

📝 Points essentiels

• Les conditions de fonctionnement de dimensionnement proviennent de la sélection d’événements représentatifs et d’enveloppes, appelées conditions, pour encadrer la démonstration de sûreté.
• Les catégories de fréquence annuelle par réacteur sont I : 1 à 10-2, II : 10-2 à 1, III : 10-4 à 10-2, IV : 10-6 à 10-4.
• Ces conditions sont présentées par l’exploitant dans des rapports préliminaires de sûreté et approuvées par l’Autorité de Sûreté (ASN).
• La démonstration pour chaque catégorie s’appuie sur des études d’accident justificatives avec marges et conservatismes pour qualifier l’acceptabilité des conséquences.
• Le domaine complémentaire sert à prouver la suffisance de dispositions additionnelles pour ramener à un niveau acceptable les risques d’événements ou combinaisons dépassant notablement les conséquences de la catégorie correspondante.
• Exemples de situations du domaine complémentaire : H1 (perte totale de la source froide ou perte SEC/RRI), H2 (perte ASG) et H3 (perte totale des alimentations électriques + pertes des diesels).

💡 Astuce mémo

I→IV : 1, 10-2, 10-4, 10-6 : plus la catégorie avance, plus la fréquence attendue diminue (décimale en moins à chaque saut de rang).

📖 2. Principes de protection externe

🔑 Notions clés & Définitions

• Défense en profondeur : La défense en profondeur regroupe plusieurs barrières pour prévenir, détecter et limiter les conséquences des situations redoutées, y compris les accidents graves.
• Surveillance du domaine autorisé : La surveillance est un ensemble de dispositions qui aide à rester dans les conditions admissibles après un événement et à éviter toute dérive vers l’état non autorisé.
• Système d’alerte : Le système d’alerte est une disposition prévue pour permettre un passage en état sûr avant la survenue de l’aléa.
• Protection du site : La protection du site regroupe des moyens matériels ou organisationnels qui limitent l’impact direct de l’aléa sur le site, par exemple via des digues.

📝 Points essentiels

• La démarche de protection contre les agressions externes vise à garantir que les fonctions de sûreté et les systèmes indispensables au retour et au maintien en état sûr ne sont pas affectés de façon inacceptable.
• La défense en profondeur combine prévention (sûreté de conception et qualité de réalisation), surveillance (rester dans le domaine autorisé) et limitation des conséquences (sauvegarde et préparation à la gestion des situations redoutées).
• La défense en profondeur intègre la prise en compte des accidents graves et s’appuie sur les Plans Particuliers d’Intervention (PPI) pour la gestion.
• Une installation est structurée en trois lignes de défense : choix et dimensionnement à la conception, passage en état sûr grâce à un système d’alerte, puis limitation de l’impact via des protections du site.
• Les agressions externes peuvent provoquer des défaillances qui remettent en cause la sûreté des installations nucléaires, ce qui justifie la démonstration de sûreté et le dimensionnement des protections.
• La pérennité des protections du site dépend des exigences associées (classement, secours électrique, surveillance périodique).

💡 Astuce mémo

Concevoir → Alerter → Protéger : conception sûre, alerte avant l’aléa, puis limitation de l’impact (digues/mesures).

📖 3. Définition des agressions externes

🔑 Notions clés & Définitions

• Agressions externes d’origine naturelle : Les agressions externes d’origine naturelle sont des phénomènes venant de l’environnement extérieur, utilisés pour dimensionner les protections de sûreté.
• Issue T : L’Issue T désigne le chapitre dédié aux agressions d’origine naturelle retenues dans la démarche de sûreté nucléaire.
• Cible WENRA : La cible WENRA fixe un niveau probabiliste de référence pour les agressions afin que la fréquence annuelle de dépassement reste très faible.
• Fréquence annuelle de dépassement : La fréquence annuelle de dépassement mesure, par an, la probabilité que l’agression atteigne un niveau supérieur à celui considéré pour le dimensionnement.

📝 Points essentiels

• Les agressions d’origine naturelle à retenir pour dimensionner les protections doivent être définies pour viser une fréquence annuelle de dépassement inférieure à 10-4/an.r, conformément à la démarche WENRA.
• En cas de non-justification du respect de la cible WENRA, la réponse doit démontrer la capacité des installations à faire face à des aléas significativement supérieurs à ceux retenus au titre du dimensionnement.

💡 Astuce mémo

Règle du 10-000 : fréquence de dépassement < 10^-4/an équivaut à moins d’1 fois sur 10 000 par an.

📖 4. Référentiels de sûreté

🔑 Notions clés & Définitions

• Règle Fondamentale de Sûreté RFS I.2.e : La règle RFS I.2.e fixe, pour les REP en exploitation, une méthode de calcul et des principes de conception pour garantir l’arrêt sûr, le refroidissement du combustible et le confinement en cas d’inondation.
• Guide inondation : Le guide inondation rassemble des principes méthodologiques pour définir des situations de référence, quantifier les paramètres et choisir les moyens de protection contre les inondations externes.
• Situations de référence d’inondation SRI : Les SRI sont des scénarios de référence formalisés pour le risque d’inondation, utilisés comme base pour la quantification des paramètres puis pour dimensionner la protection.
• Objectif 10-4/an : L’objectif 10-4/an exprime une cible de risque, en comptant les incertitudes, pour l’ensemble de l’argumentaire de sûreté sur les inondations externes.

📝 Points essentiels

• La RFS I.2.e, établie en 1984, est applicable aux REP en exploitation et encadre le calcul de niveau d’eau extrême pour sites fluviaux, de bord de mer et d’estuaire.
• La RFS I.2.e impose des principes de conception assurant, en cas d’inondation, l’arrêt sûr des réacteurs, le refroidissement du combustible et le confinement des produits radioactifs.
• Le guide inondation définit 11 situations de référence d’inondation (SRI), puis décrit comment caractériser leurs paramètres et organiser la protection associée.
• Chaque SRI doit respecter un objectif cible de risque de 10-4/an, incertitudes comprises.
• Les SRI sont construits par combinaison/majoration des événements, par exemple via des éléments comme pluies locales (PLU) ou crues de petit bassin versant (CPB) et par prise en compte de scénarios additionnels.
• Les réexamens post-Blayais conduisent à une révision de la RFS I.2.e en 2012 et à l’élaboration d’un guide inondation applicable à toutes les installations.

📖 5. Liste des agressions externes

🔑 Notions clés & Définitions

• Météo-hydro-géologique : Catégorie d’agressions externes issues des phénomènes liés à l’eau et aux conditions géologiques et hydrologiques du milieu.
• Climatique : Catégorie d’agressions externes dues aux paramètres météorologiques comme températures, vent, neige et foudre.
• Tellurique : Catégorie d’agressions externes liées aux phénomènes du sous-sol, notamment le séisme.

📝 Points essentiels

• Pour les inondations externes, les situations de référence listées comprennent : crue de rivière principale, rupture de barrage, niveau marin extrême, houle maritime, clapot sur rivière ou canal, intumescence, pluies sur le site, crue de petite rivière, seiche, remontée de nappe phréatique, dégradation de réservoir et rupture de circuits…
• Les inondations externes couvrent aussi des phénomènes propagés par l’hydraulique (exemples : houle, clapot, intumescence) et des phénomènes d’origine locale (exemples : pluies sur le site, crue de petite rivière) en plus des effets liés aux nappes et aux dégradations d’ouvrages.
• La liste distingue des agressions qui concernent la mer, l’estuaire, les lacs et les cours d’eau, ainsi que des mécanismes liés à l’atmosphère et à la nappe phréatique.

💡 Astuce mémo

MCT : Météo-hydro-géologique, Climatique, Tellurique (pour classer les agressions externes naturelles).

📖 6. Inondations externes : effets et protections

🔑 Notions clés & Définitions

• Protection volumétrique PV : La protection volumétrique est une enveloppe étanche qui englobe tous les locaux contenant des équipements EIPS jusqu’au niveau de protection requis.
• Batardeau d’entrée : Un batardeau est un moyen d’obturation placé à l’entrée d’un bâtiment accueillant des EIPS pour empêcher l’eau d’atteindre l’intérieur.
• Moyens mobiles de pompage : Les moyens mobiles de pompage sont des moyens de secours destinés à extraire une fuite résiduelle en cas de dysfonctionnement de la protection principale.
• Règles particulières de conduite RPC : Les règles particulières de conduite sont des consignes qui donnent à l’exploitant la marge d’action pour adapter la conduite avant et pendant l’agression.

📝 Points essentiels

• La protection volumétrique (PV) comprend des bouchages qualifiés des pénétrations de câbles et une étanchéité assurée jusqu’au niveau de protection requis.
• L’étanchéité de la PV repose aussi sur des dispositions à appliquer rapidement pour fermer les voies d’eau, avec batardeaux et vannes d’isolement en cas d’alerte.
• En complément, des moyens de détection et des moyens mobiles de pompage sont prévus pour gérer une fuite résiduelle malgré la protection.
• Les procédures « agressions » s’appuient sur un système d’alerte pour les risques prédictibles avec des phases avant l’agression (T0−12 h, T0−24 h).
• La surveillance porte sur des paramètres représentatifs de l’inondation externe comme le débit et le gradient de débit, ainsi que des températures de l’air et de la source froide.
• Les RPC doivent permettre à l’exploitant de prendre des dispositions pour mieux faire face à l’agression pendant les phases de veille, vigilance, pré-alerte et alerte.

💡 Astuce mémo

PV = Pénétrations bouchées + Voies d’eau fermées (batardeau/vanne) ; Alerte = Débit + gradient + T° + RPC.

📖 7. Inondations externes : quantification

🔑 Notions clés & Définitions

• Seiche : Une oscillation du niveau marin qui peut amplifier les niveaux de mer locaux selon sa détection sur un site.
• NMA : Le niveau marin de référence utilisé pour dimensionner les niveaux liés aux inondations externes.
• Hauteur annuelle de seiche : La valeur de référence de la seiche associée au cycle annuel, utilisée comme contribution de niveau.

📝 Points essentiels

• Si une seiche est identifiée, le niveau marin NMA est augmenté de la hauteur de la seiche annuelle pour la quantification du risque d’inondations externes.
• La quantification dépend des paramètres et hypothèses retenus, qui doivent être cohérents avec les vulnérabilités locales et les déclinaisons des protections.
• La démarche vérifie si les dispositions de protection sont suffisantes au regard du niveau chiffré du risque d’inondations externes.

💡 Astuce mémo

Seiche détectée = NMA majoré : NMA = NMA + hauteur de seiche annuelle.

📖 8. Grands froids et protections

🔑 Notions clés & Définitions

• Grand froid : Aggression climatique caractérisée par des températures basses pouvant faire geler des éléments et dépasser des limites thermiques de fonctionnement.
• Prise en glace : Développement de glace au niveau des équipements ou circuits quand les températures descendent sous leurs seuils, pouvant bloquer le fonctionnement.
• Règles particulières de conduite en hiver : Procédure d’exploitation qui impose une configuration hivernale et un renforcement des actions en cas d’alerte grands froids.

📝 Points essentiels

• En cas de grands froids, la prise en glace peut atteindre les températures limites des STE et fragiliser la tenue thermique des matériels.
• Les grands froids favorisent la cristallisation de certaines solutions et la dégradation des caractéristiques du carburant, y compris dans les réservoirs, tuyauteries, circuits fluides ou instrumentation, le contenant d’acide borique et le diesel de secours.
• Les protections visent l’isolement et le chauffage des zones, avec calorifugeage, traçage et brassage pour limiter les risques de gel.
• Les grands froids imposent des protections des groupes diesels de secours et la prise en compte d’un manque de tension externe.
• Le déclenchement opérationnel s’appuie sur une surveillance météo via Météo France ou une station météo locale.
• La conduite en alerte s’appuie sur les RPC en configuration hiver, avec renforcement des dispositions jusqu’au retour à des conditions maîtrisées.

💡 Astuce mémo

Grand froid = GLACE + STE : on isole/traçe/chauffe, puis on sécurise les diesels de secours et la conduite RPC avec météo.

📖 9. Séisme : aléa et effets

🔑 Notions clés & Définitions

• Magnitude : La magnitude caractérise l’énergie libérée par le séisme, avec une valeur indépendante du lieu d’observation.
• Intensité : L’intensité caractérise les effets observés sur les personnes et les objets, via des échelles comme MSK ou EMS 98.
• SMHV : Les séismes maximaux historiquement vraisemblables sont des scénarios retenus à partir des séismes observés, définis par zones sismotectoniques.
• Séisme majoré de sécurité SMS : Les séismes majorés de sécurité correspondent aux SMHV augmentés d’une marge forfaitaire pour couvrir les incertitudes de caractérisation.

📝 Points essentiels

• Un séisme produit des secousses liées au mouvement sur une faille, avec déformation puis rupture et dissipation de l’énergie en vibrations et chaleur.
• Le couple magnitude-profondeur sert à évaluer l’intensité au site pour les SMHV afin de retenir les mouvements de sol pertinents.
• La marge de sécurité est fixée forfaitairement pour passer des SMHV aux SMS via SMS = MSMHV + 0,5, et ISMS = ISMHV + 1.
• Les paléoséismes complètent les catalogues historiques et instrumentaux, notamment pour mieux décrire la sismicité française à longue échelle de temps.
• Des effets de séisme possibles sur les installations incluent la fracturation en surface, la liquéfaction des sols et les chutes ou déplacements d’équipements.
• En France, des exemples cités sont Lambesc (11/06/1909, magnitude 6,2) et Épagny-Annecy (15/07/1996, magnitude 5,3).

💡 Astuce mémo

Magnitude = énergie (valeur comparable partout), Intensité = effets (ce qu’on ressent/voit).

📅 Repères chronologiques

1. 1984RFS I.2.e établie (méthode de calcul du niveau d’eau extrême et principes de conception pour l’inondation externe des REP en exploitation)
2. 1999Inondation externe du Blayais (tempête du 27 décembre 1999)
3. 2010Demande de l’ASN suite au GP Orientations VD3 1300 mai 2010 (contexte tornades)
4. 2012Révision de la RFS I.2.e en 2012 et élaboration/actualisation du guide inondation (toutes installations)
5. 2014Mise à jour en 2014 des niveaux de référence WENRA, avec chapitre spécifique « Issue T » pour les agressions d’origine naturelle
6. 2016Instruction du niveau sismique pour la cible probabiliste 10-4/an ; contexte tornade (nouveau niveau instruit en 2016)
7. 2017Position EDF non recevable sur la tornade (aléa tornade déjà examiné dans un avis IRSN de 2017)
8. mai 2010GP Orientations VD3 1300 mai 2010 (contexte tornades)

📊 Tableaux de synthèse

Catégories de fréquences annuelles/réacteur (événements internes)

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre « conditions de fonctionnement de dimensionnement » (sélection événements représentatifs + enveloppes) et « domaine complémentaire » (justification de dispositions additionnelles pour ramener un risque au-delà notablement de la catégorie).
2. Inverser la logique de WENRA : l’objectif est une fréquence annuelle de dépassement < 10-4/an.r, pas une fréquence plus élevée.
3. Dire que la défense en profondeur n’intègre que la prévention : elle combine aussi surveillance (domaine autorisé) et limitation des conséquences, avec prise en compte des accidents graves et PPI.
4. Mélanger magnitude et intensité du séisme : la magnitude caractérise l’énergie (valeur calculée indépendante du lieu), tandis que l’intensité décrit les effets observés (échelles MSK/EMS 98).
5. Oublier que les SMHV conduisent aux SMS par majoration forfaitaire (SMS = MSMHV + 0,5 et ISMS = ISMHV + 1), alors que les incertitudes ne sont pas « intégrées » autrement.
6. Croire que les SRI d’inondation sont une seule situation : le guide inondation définit 11 situations de référence construites par combinaisons/majorations et majorations d’aléa de base.
7. Penser que « Issue T » concerne toutes agressions : il s’agit d’un chapitre spécifique des agressions d’origine naturelle dans la démarche WENRA.

✅ Checklist Examen

1. Donner la définition des conditions de fonctionnement de dimensionnement et expliquer leur rôle dans la démonstration de sûreté (événements représentatifs + enveloppes).
2. Classer les événements internes selon les catégories I à IV avec leurs intervalles de fréquence annuelle/réacteur (I : 1 à 10-2, II : 10-2 à 1, III : 10-4 à 10-2, IV : 10-6 à 10-4).
3. Expliquer la différence entre démonstration pour une catégorie et démonstration via le domaine complémentaire (ramener à un niveau acceptable des conséquences dépassant notablement la catégorie).
4. Décrire les trois composantes de la défense en profondeur (prévention, surveillance du domaine autorisé, limitation des conséquences), incluant prise en compte des accidents graves et PPI.
5. Définir une agression externe (origine extérieure à l’INB, dommages aux éléments importants pour la protection ou remise en cause du respect des exigences).
6. Lister les familles naturelles des agressions externes (météo-hydro-géologique, climatique, tellurique) et la justification de la démarche WENRA/Issue T (cible de fréquence < 10-4/an.r).
7. Pour l’inondation externe, énoncer l’objectif de la démarche (arrêt sûr, refroidissement du combustible, confinement) et citer au moins deux éléments de protection (ex. digues, protection volumétrique PV avec pénétrations bouchées, batardeaux/vannes).
8. Donner la logique de construction des SRI (11 situations) et préciser l’objectif cible : 10-4/an, incertitudes comprises, avec aléa de base + majorations/conjonctions (ex. PLU, CPB, seiche/NMA majoré).
9. Pour les grands froids, rappeler les effets attendus (prise en glace/STE/consommables) et au moins deux dispositions (isolation/chauffage/traçage et protections des diesels + RPC).
10. Pour le séisme, distinguer magnitude et intensité, puis rappeler la chaîne SMHV → SMS avec les majorations forfaitaires (SMS = MSMHV + 0,5 ; ISMS = ISMHV + 1) et 2 effets redoutés (fracturation/liquéfaction/chutes-déplacements).
11. Pour les agressions humaines, citer au moins trois types (chutes d’avions, agressions chimiques/dérives d’hydrocarbures, explosions) et donner un exemple d’objectif probabiliste (≤ 10-6/an/réacteur/fonction de sûreté).
12. Conclure par la logique de vérification/réexamen (pérennité des protections, réexamens périodiques, et vérification pour atteindre un « état de repli sûr » à la conception).