Examen des méthodes d’analyse déterministe de la sûreté pour les accidents hors dimensionnement

Résumé de la présentation/du document technique présenté dans le cadre de la :
Conférence internationale de l’AIEA sur les questions d’actualité relatives à la sûreté des installations nucléaires
Du 29 juin au 3 juillet 2026

Préparé par :
M. Shawkat
Commission canadienne de sûreté nucléaire (CCSN)

Résumé :

Les accidents hors dimensionnement (AHD) dans les centrales nucléaires sont des événements peu fréquents qui peuvent entraîner des conséquences plus graves que celles prises en compte pendant la conception de la centrale. Il est essentiel d’atténuer les AHD pour réduire leurs incidences radiologiques sur la population et l’environnement. Toutes les centrales nucléaires canadiennes ont mis en place des programmes de gestion des accidents graves (PGAG), qui décrivent les stratégies permettant au personnel des centrales d’éviter ou de ralentir la progression des AHD. Il est essentiel d’analyser ces événements pour garantir l’efficacité des systèmes techniques de sûreté et des systèmes sans lien avec la sûreté.

Le document d’application de la réglementation de la Commission canadienne de sûreté nucléaire (CCSN) REGDOC-2.4.1 (publié en 2014) énonce les exigences liées à l’exécution de l’analyse déterministe de la sûreté pour toutes les catégories d’accident, y compris les AHD. Le présent document vise à évaluer les exigences du REGDOC‑2.4.1 pour s’assurer qu’elles couvrent tous les aspects de l’analyse de la sûreté pour les AHD.

Ce document examine aussi plusieurs méthodes de modélisation et d’analyse des AHD dans les centrales nucléaires afin de démontrer l’efficacité des mesures d’atténuation des PGAG et des dispositifs de conception complémentaires. L’examen comprend les méthodes proposées par l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA), l’Association canadienne de normalisation (CSA) et des ouvrages scientifiques à comité de lecture. Il traite des techniques permettant d’identifier les événements, de définir les critères d’acceptation et les facteurs de mérite, de sélectionner les entrées et de formuler des hypothèses ainsi que de gérer les incertitudes. Ces méthodes sont ensuite comparées aux exigences du REGDOC‑2.4.1 aux fins d’analyse déterministe des AHD.

Les études probabilistes de la sûreté comprenant une appréciation technique devraient servir à appuyer l’établissement des scénarios pour les AHD. Les analyses déterministes des AHD permettent de simuler les séquences physiques pertinentes qui pourraient limiter les capacités des stratégies de gestion et d’atténuation des accidents à mesure qu’un AHD évolue, par exemple, le réchauffement du cœur, le déplacement du cœur, la production d’hydrogène, la rétention dans la cuve et hors cuve et l’intégrité de l’enceinte de confinement. Les critères d’acceptation qualitatifs peuvent inclure le maintien d’une géométrie du cœur permettant le refroidissement lorsque celui-ci n’est pas endommagé ou que les dommages sont limités en cas de conditions additionnelles de dimensionnement, ainsi que la rétention dans la cuve pour les accidents graves causant des dommages considérables au cœur ou une fusion du cœur. Les seuils quantitatifs associés à ces critères varient selon la conception du réacteur. Cependant, certains paramètres, comme la température maximale de la gaine, les réserves de caloporteur minimales, les liens entre la masse de corium et la géométrie, ou les limites associées à la pression de l’enceinte de confinement et au temps, peuvent être utilisés.

Les méthodes examinées appartiennent à deux grandes catégories : la modélisation déterministe et la modélisation probabiliste (stochastique). Les modèles déterministes utilisent les prévisions les plus probables comme paramètres d’entrée, souvent fondées sur des données opérationnelles ou des caractéristiques de la conception nominale en l’absence de données statistiques. Les analyses de sensibilité permettent généralement de tenir compte des incertitudes liées aux paramètres clés. Au contraire, les méthodes stochastiques appliquent des fourchettes et des distributions prédéfinies comme paramètres d’entrée clés. Elles utilisent ensuite des techniques de propagation pour simuler et caractériser l’éventail des résultats possibles. Bien que les méthodes stochastiques offrent une couverture plus vaste et permettent une quantification détaillée de l’incertitude, les méthodes déterministes peuvent s’avérer aussi efficaces lorsqu’elles comprennent une évaluation de l’incertitude et de la sensibilité structurée. La modélisation stochastique peut aussi servir à évaluer le caractère approprié d’une approche déterministe.

Voici des caractéristiques communes aux méthodes d’analyse de la sûreté pour les AHD :

1. utilisent des meilleures estimations, d’entrées physiquement réalistes et d’hypothèses, tout en reconnaissant qu’il n’existe pas de définition numérique normalisée
2. établissent des conditions initiales et des limites réalistes, assorties de l’application d’hypothèses prudentes lorsque les données sont incertaines ou incomplètes
3. traitent systématique les incertitudes liées aux paramètres
4. évitent de s’appuyer sur le critère de défaillance unique, qui se limite à l’analyse de dimensionnement
5. déterminent et atténuent les effets de falaise
6. prennent compte le rendement attribué aux structures, aux systèmes et aux composants (SSC) au-delà du dimensionnement initial, y compris pour les systèmes de sûreté, les systèmes sans lien avec la sûreté et les systèmes temporaires

Le REGDOC-2.4.1 n’impose pas de méthode particulière pour l’analyse de la sûreté en cas d’AHD, mais établit plutôt des exigences de haut niveau que les titulaires de permis doivent respecter. Ces exigences concordent avec les caractéristiques communes aux méthodes examinées.

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