Vendredi 11 mars 2011, à 5h46 TU (14h46 heure locale), un séisme de magnitude 9,0 se produit à 80 km à l’Est de l’île d’Honshu au Japon. En quelques minutes, ce phénomène naturel transforme l’océan Pacifique en une puissance dévastatrice. Les vagues qui atteignent alors la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi ne sont pas de simples vagues : elles sont le résultat d’un immense transfert d’énergie entre la terre et la mer.
Comment un séisme géant s’est-il déclenché sous l’océan ?
La défaillance de la centrale s’est produite en cascade, après l’inondation provoquée par le tsunami.
D’abord, les générateurs de secours, installés dans les sous-sols, ont été noyés par l’eau de mer. Sur les 13 générateurs diesel de secours du site, 12 ont été noyés par le tsunami, entraînant la perte quasi totale de l’alimentation électrique d’urgence de la centrale. L’eau a également envahi les bâtiments et endommagé les tableaux électriques, provoquant de nombreux courts-circuits. Même si une source d’électricité extérieure avait été disponible, il aurait été impossible de la distribuer dans la centrale. Les batteries de secours ont ensuite été rapidement épuisées ou endommagées par l’inondation.
Les opérateurs se sont alors retrouvés sans instruments fiables pour suivre la situation des réacteurs : niveau d’eau dans les cœurs, pression ou température. Sans électricité, les systèmes de refroidissement d’urgence se sont arrêtés. Les dispositifs qui devaient injecter de l’eau dans les réacteurs pour évacuer la chaleur n’ont plus fonctionné.
Ironie tragique : l’eau de mer, qui servait normalement à refroidir la centrale, est devenue la cause de l’arrêt complet du système de refroidissement.
Comment la réaction en chaîne de l’accident nucléaire s’est-elle produite ?
Privés de refroidissement, les réacteurs 1, 2 et 3 ont rapidement commencé à chauffer sous l’effet de la chaleur de désintégration (la chaleur qui continue d’être produite par le combustible nucléaire même après l’arrêt du réacteur). À mesure que l’eau s’évaporait, le niveau a fini par descendre sous les assemblages de combustible. Les gaines métalliques qui entourent les barres de combustible, faites de zirconium, se sont alors retrouvées exposées à de la vapeur d’eau très chaude. À partir d’environ 1200°C, le zirconium réagit chimiquement avec la vapeur. Cette réaction dégage encore plus de chaleur et produit de grandes quantités d’hydrogène. Lorsque la température augmente davantage, la réaction s’accélère fortement et devient difficile à stopper.
Dans l’unité 1, on estime qu’environ 450 kg d’hydrogène ont été produits. Ce gaz s’est accumulé dans la partie supérieure des bâtiments réacteurs. Sans électricité pour faire fonctionner les systèmes de ventilation, l’hydrogène s’est accumulé jusqu’à provoquer plusieurs explosions violentes dans les bâtiments de la centrale. Ces explosions ont endommagé les structures de confinement et permis la libération de substances radioactives dans l’air et vers l’océan.
Comment l’océan est-il devenu un vecteur de pollution radioactive ?
Une fois l'accident nucléaire terminé, la mer a changé de rôle pour devenir le principal réceptacle des polluants radioactifs. La contamination s’est produite de plusieurs façons.
D’abord, une grande partie des retombées radioactives (80%) rejetées dans l’atmosphère, notamment, est tombée directement dans l’océan. Ensuite, l’eau de mer utilisée en urgence pour refroidir les réacteurs endommagés s’est contaminée au contact du combustible fondu, avant de s’infiltrer dans les sous-sols puis de rejoindre le port de la centrale. Enfin, une partie d’eau faiblement contaminée a été délibérément rejetée en mer afin de libérer de l’espace de stockage pour les eaux les plus radioactives.
La catastrophe de Fukushima a profondément remis en question la manière dont les centrales nucléaires étaient conçues pour faire face aux accidents. Elle a montré qu’un événement naturel extrême, combinant séisme et tsunami, pouvait provoquer plusieurs défaillances simultanées sur un même site. Ce drame rappelle aussi le rôle paradoxal de la mer. Indispensable au fonctionnement des centrales, dont elle assure le refroidissement, elle peut devenir en quelques minutes une force destructrice lorsqu’elle est mise en mouvement par un séisme majeur.
Même lorsque les infrastructures sont conçues avec de nombreuses protections, la nature peut dépasser les scénarios envisagés. Une réalité qui rappelle la nécessité de rester humble face aux phénomènes naturels et de concevoir les systèmes industriels en intégrant non seulement les risques les plus probables, mais aussi les événements les plus extrêmes. Ce séisme est considéré comme le quatrième plus puissant jamais mesuré depuis le début des observations sismologiques modernes.
