Enceinte de confinement
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Une enceinte de confinement, simple ou double (enceinte primaire et/ou secondaire), est une structure en acier et/ou en béton précontraint (ou en béton armé) qui isole et protège un réacteur nucléaire de l'environnement externe. Elle est également destinée à confiner des rejets accidentels de substances radioactive à l'extérieur. Elle abrite la cuve contenant le cœur du réacteur, les générateurs de vapeur et le pressuriseur. Ses deux grandes fonctions sont respectivement de[1] :
- protéger le réacteur contre les agressions d'origine externe (impact d'avion, explosion) ;
- protéger l'homme et l'environnement contre les rejets de radionucléides émis dans l'air, ou dans l'eau, en dehors du circuit primaire en situation accidentelle.
Pour cela l'enceinte doit être étanche et capable de résister aux impacts, explosions, tremblements de terre, et aux températures et pressions pouvant être atteintes en cas d’accident, y compris en cas d'accident majeur (fusion du cœur du réacteur). La conception de l'enceinte dépend du type de réacteur considéré, mais à titre d'exemple, en France, un réacteur à eau pressurisée (REP) d'Électricité de France (EDF) d'une puissance électrique de 900 MWe (premier palier) dispose d'une cuve épaisse de 20 centimètres, puis d'une enceinte simple à paroi cylindrique épaisse de 90 cm (80 cm pour le dôme). L'enceinte est la troisième et dernière barrière de sécurité du réacteur, la première étant la gaine des crayons de combustible nucléaire, et la seconde étant le circuit primaire, comprenant la cuve du réacteur, les générateurs de vapeur et le pressuriseur, et toutes les tuyauteries les reliant[2].
De nombreuses canalisations traversent l'enceinte de confinement primaire. Des vannes situées de part et d'autre de sa paroi permettent d'obturer chaque canalisation pour limiter les fuites en dehors de l'enceinte. Un système d'aspersion interne à l'enceinte primaire alimenté par un réservoir d'eau borée (pour absorber les neutrons) est également destiné à y condenser la vapeur d'eau et à faire baisser la température et la pression en cas de problème, ainsi que de rabattre au sol d'éventuelles particules radioactives dispersées au sein de l'atmosphère interne confinée par l'enceinte.
La forme générale de l'enceinte dépend des forces physiques susceptible de la mettre en péril. Dans le cas des réacteurs où le risque principal est celui d'une pression excessive de l'intérieur vers l'extérieur, générée par un dégagement de vapeur d'eau, la forme de l'enceinte tendra vers la sphéricité (figure de gauche sur l'illustration). Dans le cas où c'est la pression au sol, due au poids du bâtiment lui-même, qui est la force dominante et donc le risque principal d'instabilité structurelle, l'enceinte de confinement sera cylindrique (figure centrale).
Les enceintes de confinement récentes sont conçues sur une base cylindrique et une partie supérieure en forme de dôme ou de demi-sphère, afin de répartir les forces au mieux quelle que soit la situation : surpression de vapeur, explosion accidentelle ou d'origine criminelle, tremblement de terre, impact d'avion, etc. (voir figure de droite).
