PHÉBUS P.F.

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Les objectifs du programme Phébus P.F.

Le programme Phébus P.F. fut lancé à la fin des années 1980 par l'I.P.S.N. en partenariat avec la Commission européenne et Électricité de France (E.D.F.). Cette collaboration internationale s'est rapidement étendue aux États-Unis, au Canada, au Japon, à la Corée du Sud et à la Suisse. Le programme est doté d'un budget d'environ 1 milliard de francs, financé à hauteur de 30 p. 100 par l'I.P.S.N., de 30 p. 100 par l'Union européenne, de 25 p. 100 par E.D.F. et de 15 p. 100 par les autres partenaires. Des groupes de travail scientifiques et techniques, composés d'experts d'une trentaine d'organismes de recherche provenant de quinze pays différents, se réunissent régulièrement pour évaluer les résultats obtenus et décider des orientations à donner au programme.

L'objectif est de reproduire à échelle réduite, mais avec tous les matériaux constitutifs d'un cœur de réacteur, notamment des crayons de combustible ayant fonctionné en centrale, l'enchaînement des processus physiques et chimiques essentiels survenant au cours d'un accident grave, à savoir :

– la dégradation du cœur, depuis l'oxydation des gaines par la vapeur d'eau et la production d'hydrogène jusqu'à la liquéfaction du combustible et la formation d'un bain de matériaux ;

– la libération des produits de fission contenus dans le combustible et l'émission d'aérosols provenant de la dégradation des matériaux de structure (barres de commande, combustible, structures support) ;

– le transport et le dépôt de ces produits dans le circuit primaire ainsi que l'évolution de leurs formes chimiques et physiques (vapeurs, aérosols) ;

– le comportement des produits radioactifs en suspension dans l'enceinte de confinement pendant la dégradation du cœur et dans les jours qui suivent.

En effet, après s'être refroidis dans le circuit primaire, les produits radioactifs arrivent principalement sous forme d'aérosols solides dans l'enceinte de confinement, et la plupart d'entre eux se déposent dans l'eau du puisard, ou ailleurs, du fait de la pesanteur ou par rabattement si le système d'aspersion est opérant. Toutefois, l'iode présente la particularité de pouvoir former des composés gazeux à la suite de réactions radiochimiques complexes, agissant en phase aqueuse. La grande volatilité de cet élément, conjuguée à sa forte radiotoxicité dans les jours qui suivent l'accident, notamment du fait de l'isotope 131I dont la période est de huit jours, donne à son étude un caractère particulièrement important.

Phébus P.F. offre également la possibilité d'étudier l'efficacité de différents systèmes destinés à limiter les conséquences d'un accident grave. C'est ainsi que dans l'une des expériences du programme sera étudié le comportement d'éléments de recombineurs catalytiques d'hydrogène dans les conditions réelles d'un accident grave. Ces dispositifs devraient permettre de réduire la concentration en hydrogène dans l'atmosphère de l'enceinte de confinement et donc le risque d'explosion associé. La mise en place de tels dispositifs est actuellement à l'étude dans de nombreux pays, dont la France.

En revanche, l'enchaînement des défaillances (matérielles ou humaines) qui peuvent conduire à un accident grave ainsi que leurs probabilités ne relèvent pas du domaine d'étude couvert par le programme Phébus P.F. La défaillance des systèmes de sauvegarde conduisant à la fusion du cœur est supposée a priori et un environnement analogue à celui qui peut exister dans une centrale en situation d'accident grave est reproduit pour chaque expérience.

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Écrit par :

  • : adjoint au chef du département de recherche en sécurité à l'Institut de protection et de sécurité nucléaire, responsable du programme Phébus_P.F.

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Michel SCHWARZ, « PHÉBUS P.F. », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 avril 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/phebus-p-f/