Sismicité
- généralités
* Département
de géologie et de génie géologique de l'université
de Laval (Canada)
* Génie
parasismique (ECAB, Suisse)Sismicité - généralités
* Tremblements
de terre: comment limiter les dégâts? (pdf OTAN, www.nato.int,
resosol)
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Sismicité
générale – France
* LA SISMICITE DE LA FRANCE
La France métropolitaine est un pays à sismicité modérée
http://eost.u-strasbg.fr/
* Le Plan Séisme
un programme national de prévention du risque sismique - La sismicité
en France
http://www.planseisme.fr/
* Le premier site
sur la sismicité historique des Alpes-Maritimes et de la Ligurie
http://www.azurseisme.com/
* Glossaire
ASN sur le risque sismique (pdf,
4p.)
* Tsunamis
observés en France (BRGM)
* Le
risque sismique en France (pdf 2011 Académie des
Sciences, sauvegarde
resosol)
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Séismes
et centrales nucléaires - France
* Cinquième
rapport national de la Convention sur la sûreté nucléaire
(juillet 2010, 3Mo pdf)
* Rapport
AIEA 2011 sécurité nucléaire pour la France
(www-ns.iaea.org/
=> www.french-nuclear-safety.fr/,
3Mo pdf, 234p.)
IRSN
* Evaluation de l’aléa sismique
- La réglementation applicable aux sites nucléaires français
http://www.irsn.fr/
Sommaire:
• Pourquoi et où se produisent les séismes?
• Comment mesure-t-on la force des séismes?
• Quels sont les effets des séismes?
• Qu’est-ce qu’un effet de site?
• Les séismes en France métropolitaine
• Le zonage sismique de la France
• Le séisme de Lambesc de 1909
• Evaluation de l’aléa sismique - La réglementation
applicable aux sites nucléaires français
• L'évaluation du comportement sismique
des ouvrages nucléaires
• Etudes de l'aléa sismique pour le centre
de recherche de Cadarache
• Sismotectonique de la faille de la Moyenne
Durance
• Quelques séismes récents analysés
par l'IRSN
A vérifier:
a) Quand Mr Lacoste dit que l'on multiplie
la puissance du séisme par 5, cela semble être lié
au fait que l'on prend une magnitude (logarithme) à laquelle on
ajoute 0,5.
b) La méthode utilisée en France
part de la détermination de zones sismiques (il y a différentes
cartes des zones sismiques - BRGM, etc.); l'IRSN a accordé des coefficients
de pondération pour en tenir compte.
c) On considère
que les séismes, événements "rares", suivent une loi
de Poisson (voir ASN ci-dessous).
Calcul fait sur les probabilités
de dépassement: le tableau reprend la valeur utilisée pour
l'EUROCODE 8 (période de retour de 475 ans, ce qui correspond à
une probabilité de dépassement de 10% en 50 ans ) et ce qui
est souvent pris pour les installations nucléaires (période
de retour de 10.000 ans). Il est surprenant de voir que les probabilités
de dépassement ne sont pas négligeables, même avec
une période de retour de 10.000 ans.
(J. Maudoux)
IRSN: Le risque sismique et les installations
nucléaires
http://leman.irsn.fr/
ASN
Sur le site de l'IRSN,
cela s'appelle la Règle Fondamentale de Sûreté RFS2001-1.
Cette règle
(16 pages, ce n'est pas trop long) décrit la méthodologie
pour «construire anti sismique»
Mais cela ne dira
rien de plus: pour connaître les "protections sismiques", il faut
connaître le dossier technique des centrales.
En plus, il faut
également savoir que la règle RFS2001-1 s'impose aux centrales
nucléaires "dans la mesure du possible": c-a-d, par exemple, que
Fessenheim a fait quelques travaux de mise en conformité avec RFS2001,
en 2010, soient 10 ans après. Et que l'estimation d'EDF (déjà
en 2002) pour se mettre en conformité représenterait 200
M€ par réacteur... Et donc, EDF traine les pieds au max, et
renvoie le tout au débat d'experts...
En d'autres termes:
une centrale française est sûre aussi longtemps que l'on en
est convaincu... (J-M. Brom)
Règle fondamentale
de sûreté n°2001-01: Détermination du risque
sismique pour la sûreté des installations nucléaires
de base. Paris,
le 08/06/2006
* Revue
Contrôle (ASN) de septembre 2001- Protection contre les risques externes
- extraits (8,5Mo pdf)
* ANALYSE
DES INCERTITUDES DANS UNE ESTIMATION PROBABILISTE DE L’ALÉA SISMIQUE,
EXEMPLE DE LA FRANCE (4Mo pdf)
IRSN: Risque sismique et installations nucléaires
– Application à Cadarache
www.cli-cadarache.fr/
(pdf)
* Actes de
la réunion publique du 7/12/2010 à Avignon "Installations
nucléaires et risque sismique dans le sud-est de la France"
(5Mo pdf)
* LOI de POISSON:
1) Un
petit raisonnement mathématique pour la détermination des
probabilités de dépassement d'un séisme donné
en utilisant la LOI DE POISSON (1,5Mo pdf)
2) Réflexions ADIT: Sachant qu'il
est habituel d'étudier les séismes avec la loi de Poisson
et que les centrales nucléaires sont souvent calculées pour
des accidents se produisant tous les 10.000 ans, on peut faire quelques
autres calculs rapides:
- Vu qu'il y a 440
réacteurs en activité dans le monde (basés sur des
accidents se produisant tous les 10.000 ans), il n'est par anormal que
l'on observe un accident grave tous les 25 ans.
C'est évidemment très sommaire (indépendance des événements
???).
- Autres considérations probabilistes:
Il faut noter que les centrales belges ne sont
pas nécessairement conçues pour des séismes dont la
probabilité annuelle est de 0,0001. Il faut approfondir les études
sismologiques pour les différents sites. A l'origine, il n'y a d'ailleurs
pas eu de calculs sismiques du tout. En outre, les textes internationaux
actuels (AIEA, etc) demandent de ne pas descendre en dessous d'une accélération
de 0,1 g (ce à quoi plusieurs installations belges ne résisteraient
pas). Les réacteurs les plus anciens sont les plus sensibles....
*
Le Plan Séisme
un programme national de prévention du risque sismique
http://www.planseisme.fr/1
* Zonage sismique de la France
(pdf)
http://www.planseisme.fr/2
* Provence,
risque sismique en risque modéré:
Installations nucléaires et réglementation
sismique: quelles perspectives? (pdf)
http://www.seisme-1909-provence.fr/
* Les séismes et la
sûreté des installations nucléaires- École Polytechnique
(ppt)
http://www.enseignement.polytechnique.fr/
* DAM: Analyse et estimation
d’intensités macrosismiques – influence de la géologie
(pdf)
http://qsha.unice.fr/
* Le
séisme dans la conception et l'évaluation des centrales nucléaires
(6 Mo pdf, EDF/RGN 04/2011)
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Séismes
et centrales nucléaires - Monde
* Base
de données de notre suivi de Fukushima
* HISTOIREs...
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Echelles
MSK et Richter
L'importance d'un séisme est caractérisée
par son intensité (exprimée dans l'échelle
MSK) et par sa magnitude (exprimée dans l'échelle
de Richter):
L'échelle MSK (du nom de ces
auteurs: Medvedev, Sponheuer, et Karnik) a été proposée
en 1964 et comporte 12 degrés. Elle classe
les séismes en fonction de leurs effets à un endroit
donné: analyse des réactions humaines et des objets, dégâts
aux bâtiments... Elle permet aussi d'établir des cartes isoséistes
sur lesquelles sont repérées les zones ayant subi le même
degré de destruction. De ces courbes, il est ensuite possible, selon
leur forme et leur écartement, de localiser le foyer du séisme
et de connaître sa profondeur. Cette échelle est donc largement
subjective et ne tient pas compte des types d’ouvrages architecturaux (immeubles
parasismiques).
L'échelle de Richter: l'échelle
la plus employée aujourd'hui pour définir l'ampleur d'un
séisme est celle de Richter du nom du géophysicien américain
qui a introduit la notion de magnitude en 1935. Ses
degrés caractérisent l'énergie mise en jeu.
La
magnitude correspond au logarithme de l'amplitude des vibrations enregistrées
par un sismographe étalonné en fonction de la distance épicentrale.
Lorsque la magnitude augmente de une unité, l'énergie sismique
est multipliée par 30.
Les tableaux résultants sont disponibles
ici:
http://www-tamaris.cea.fr/html/fr/notions/echelles.php
RAPPELS: La puissance
entre chaque niveau de l'échelle de Richter
est multipliée par 30; donc si on a un séisme maximal de
6 et qu'on dimensionne pour 7 on multiplie par 30 la puissance supportable
par la centrale. Au Japon en fait elle devait être dimensionnée
pour 7 et ce fut 9 soit 900 fois plus puissant. Quant à la digue
elle faisait 5,5 m au lieu des 10/15 m nécessaires...
Nota: La puissance entre chaque
niveau de l'échelle de Richter est multipliée par 30; donc
si on a un séisme maximal de 6 et qu'on dimensionne pour 7 on multiplie
par 30 la puissance supportable par la centrale. Au Japon en fait elle
devait être dimensionnée pour 7 et ce fut 9 soit 900 fois
plus puissant. Quant à la digue elle faisait 5,5 m au lieu des 10/15
m nécessaires...
Tentative d'association entre les deux échelles?
Pour la France:
1) L'intensité retenue dans les
séismes pour le séisme maximum vraisemblable correspond au
degré noté 6-6,5 sur l'échelle MSK (une différence
de un degré correspond à un doublement de l'intensité).
Depuis, la nouvelle Règle Fondamentale de Sûreté prend
en compte les séisme majorés de sécurité (SMS)
et le séisme maximum vraisemblable (SMHV). Les centrales, prévues
à la conception pour résister au degré 7 - 7,5 sur
l'échelle MSK se retrouvent donc avec des spectres insuffisants
pris en compte à la conception! Ces spectres sont insuffisants sur
les paliers 900 et 1.300 MWé.
En cas de tels
séismes, il n'est pas demandé à l'installation de
continuer à fonctionner mais il est exigé qu'elle puisse
être arrêtée et amenée dans un état sûr
ou le confinement de la radioactivité soit garanti indéfiniment.
Les barrières doivent rester intactes et les fonctions de sûreté
être conservées. (?!?!)
2) Cela dépend des centrales: pour Cadarache
c'est Lambesc 7; pour Golfech c'est un séisme pyrénéen
de 6,5; pour Fessenheim, séisme égal au double du
séisme de Bâle de 1356: 6,1 ou 7etc.; pour
Civaux,
le séisme de référence est survenu à Vendœuvre
le 11 mars 1704, il était d'intensité VII sur l'échelle
MSK (c'est-à-dire qu'il a occasionné des dégâts
aux bâtiments).
Et chaque fois on
rajoute 1 au séisme maximal historiquement vraisemblable...
En théorie!
Et en plus, résister veut dire que
la centrale ne relâche pas sa radioactivité, pas qu'elle reste
fonctionnelle
(en ce sens, Fukushima semblait au début avoir résisté
au tremblement de terre...).
Mais en 1356 (pour ce qui est de Fessenheim)
on n'avait pas trop d'instruments de mesure. D'où grande incertitude...
Bon, tout
ça, comme pressenti, ce sont des mots, des calculs, mais quid des
résultats sur les constructions? Recherche en cours...
EUROPE
Extrait de: "25
years of Community Activities towards Harmonisation of Nuclear Safety Criteria
and Requirements" - AEAT/R/PSEG/0404 Issue 4 (pdf):
(...)
The evaluation of seismic risk and seismic
protection is performed in compliance with IAEA recommendations specified
in IAEA NUSS Codes.
A Safety augmented seism (SMS) is defined.
This SMS corresponds to the Maximum historically plausible seism (SMHV)
augmented by one level on the MSK (Medvedev-Sponheuer-Karnik) scale.
(...)
For seismic evaluation and protection a
"Swedish earthquake" is estimated. This is the one with a probability of
occurrence of 10-5 per year.
(...)
The frequency of such an earthquake is
10-4
events/year considering the whole operating period of the power plant.
(?)
Voir également ENSREG:
ENSREG is the European Nuclear Safety Regulators
Group. It is an independent authoritative expert body composed of senior
officials from national regulatory or nuclear safety authorities from all
27 member states in the EU.
ENSREG was established as the High Level Group
on Nuclear Safety and Waste Management.
( ... )
Commentaire ADIT:
Cela fait déjà une bonne dizaine
d'années que la Commission Européenne veut être plus
active dans la sûreté nucléaire et dans la gestion
des déchets. La Cour de Justice européenne a d'ailleurs établi
que les traités européens le lui permettaient.
Il y a eu des projets de directives qui ont
avorté (avec notamment la fixation de dates pour la réalisation
de dépôts géologiques...).
Certains se sont demandés si cela valait
la peine d'établir des textes européens alors que l'AIEA
a déjà un ensemble de documents reconnus et gère deux
conventions internationales (l'une sur la sûreté et l'autre
sur les déchets et combustibles usés, avec remise et discussion
de rapports nationaux tous les 3 ans; ces rapports sont très souvent
sur internet, à l'exception parfois des annexes).
C'est alors que l'Union Européenne
a pris une autre approche et a créé un "High Level Group"
avec les directeurs des "autorités de sûreté" nationales.
C'est différent de WENRA
qui est une émanation directe des autorités de sûreté.
Il serait intéressant
de voir si les installations de La Hague et de Sellafield seront intégrées
dans ces "stress tests". Des accidents touchant les piscines de
combustibles usés à La Hague valent certainement la peine
d'être étudiés très sérieusement vu le
"potentiel de nuisance" pour l'Europe entière.
Il semble cependant utile de calculer les
probabilités que la résistance des installations existantes
soit dépassées. Cela donnerait une autre vision des risques
auxquels les populations sont exposées et ne devrait pas prendre
beaucoup de temps.
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Documents séismes
1979: N°25
(Superphénix)
1986: N°73
(Cattenom)
1987: N°
80 (BRGM /Carnet/EDF), N°82
(Superphénix)
1988: N°88
(S.M.S. - Séisme Majoré de Sécurité)
1993: N°125
(sarcophage Tchernobyl)
2000: N°185
(Cadarache)
2001: N°193 (Fessenheim
et Civaux)
2002: N°195
(Civaux), N°197 (Cadarache),
N°201, (séisme
de Lambesc, 1909 et Golfech),
2003: N°203 ( Cadarache,
Évaluation
de l'aléa sismique, IPSN), N°205
(La Hague), N°207 (DOSSIER
SEISMES, séisme Alger, Tricastin)
2004: N°211
(Blayais), N°213
(Fessenheim)
2005: N°219 (Bure
et Golfech),
N°225
(Fessenheim)
2007: N°235
(Fessenheim), N°239 (séisme
Japon 2007)
2008: N°243
(Fessenheim)
2009: N°252
(Rapport ASN 2008)
2011: N°260
(FUKUSHIMA...)
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Stratégies
Energétiques, Biosphère Et Société
(accès webmaistre)
(Université de Genève)
(Pages du site dédiées
à "séismes et énergie nucléaire")
Voir aussi les thèmes "Radioprotection
et droit nucléaire" (accès
webmaistre) et
"La radioprotection et
le vivant" (accès
webmaistre)
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GLOSSAIRE
Accéléromètre:
sismographe adapté à l'enregistrement des fortes secousses,
il produit des enregistrements, les accélérogrammes.
Archéosismicité: étude
des traces de séismes passé dans les bâtis anciens
et les vestiges archéologiques.
Activité: Cette grandeur représente
le nombre de désintégrations par seconde au sein d'une matière
radioactive. La désintégration est la destruction du noyau
d'un élément chimique qui se transforme en d'autres éléments
de masse atomique plus faible, avec libération d'énergie
sous forme de radiations.
L'activité est exprimée en becquerel
(Bq). Pour déterminer un niveau de contamination interne, on rapporte
l'activité à la masse ou au volume considéré
(Bq/kg ou Bq/l). Par exemple, au Japon, la limite autorisée d'iode
131 dans l'eau de boisson pour les nourrissons est de 100 Bq/kg (ou par
litre, puisque un litre d'eau a une masse de un kg).
BERSSIN: Bureau d'évaluation
du risque sismique pour la sûreté des installations nucléaires.
BRGM: Bureau de Recherches Géologiques
et Minières.
Dose absorbée: C'est la quantité
d'énergie communiquée à la matière par unité
de masse, exprimée en gray (Gy). Equivalence : 1 Gy=1 joule/kg.
Cette grandeur ne prend pas en compte l'effet biologique, qui est différent
selon les types de rayonnements ionisants.
Tout comme le kilo de plomb et le kilo de
plume proverbiaux, ceux-ci n'ont pas tous le même impact. Ainsi,
les particules alpha et bêta ont un pouvoir de pénétration
très faible dans l'air – une feuille de papier ou la couche cornée
(morte) de la peau peuvent stopper des noyaux d'hélium, une feuille
d'aluminium des électrons – mais ils peuvent avoir un impact au
contact des cellules en cas d'ingestion ou d'inhalation.
Les rayonnements X et gamma se propagent à
plusieurs centaines de mètres et il faut de fortes épaisseurs
de plomb et de béton pour s'en protéger.
Dose équivalente: Pour la protection
des personnes (radioprotection), c'est la grandeur utilisée pour
tenir compte de la différence d'effet biologique des divers rayonnements,
évoquée ci-dessus. Elle est exprimée en sievert (Sv).
Cette grandeur est obtenue en multipliant
la dose absorbée par un facteur de pondération pour les rayonnements
WR. Ce facteur est égal à 1 pour les rayonnements X, beta
et gamma. Mais il est de 20 pour les rayons alpha et en moyenne de 10 pour
les neutrons. Comme chaque organe est susceptible de recevoir des rayonnements
différents (par exemple, l'iode radioactif se fixe spécifiquement
sur la thyroïde), la dose équivalente est une dose à
l'organe.
Dose efficace: Elle prend en compte,
en plus de la dangerosité relative du rayonnement considéré,
la sensibilité particulière de chaque tissu ou organe irradié,
exprimée par un facteur de pondération WT spécifique
de chacun d'entre eux. La dose efficace est obtenue en additionnant les
contributions de chaque organe, calculées en multipliant la dose
équivalente ci-dessus pour un organe par le WT correspondant.
On parle aussi de dose "corps entier". L'unité
de dose efficace est là encore le sievert, ce qui peut induire de
la confusion. Pour toute dose exprimée en Sv, il convient donc d'indiquer
s'il s'agit d'une dose équivalente ou d'une dose efficace.
Ainsi, les agents soumis à Fukushima
à des radiations lorsque de l'eau fortement contaminée a
débordé dans leurs bottines ont été exposés
localement à une forte activité, mais la dose efficace, somme
des doses équivalentes pour chaque organe, n'était finalement
pas trop élevée, dans la mesure où seuls quelques
cm2 de peau avaient été exposés, sur les 17 000 cm2
de peau recouvrant en moyenne un humain adulte. D'un point de vue médical,
la situation aurait été tout autre en cas d'inhalation ou
d'ingestion de cette eau.
De même, en médecine, la dose
efficace rapportée au corps entier pour une mammographie est petite
(de l'ordre de 0,01 à 0,1 mSv), mais il faut veiller à ce
que la dose équivalente au sein reste inférieure à
1 mSv.
Débit de dose: En pratique,
il est très important pour un travailleur ou un sauveteur de connaître
le débit de dose qu'on exprime par exemple en milliSievert par heure
(mSv/h). Ce débit de dose lui est donné par le dosimètre
électronique qu'il porte. Il peut ainsi évaluer la dangerosité
d'une situation et adapter son comportement en conséquence. A Fukushima,
un débit de dose de 400 mSv/h a été enregistré
sur le site à un moment donné.
Par ailleurs, des limites d'exposition à
ne pas dépasser sont définies réglementairement pour
la protection des personnes. Ainsi en France, la limite d'exposition pour
les travailleurs sous rayonnement ionisant (industrie nucléaire,
radiologie médicale…), hors radioactivité naturelle et médicale
est fixée à 20 mSv/an, et peut être portée à
100 mSv/an en cas d'urgence. Pour le public, cette limite de dose est de
un millième de sievert par an (un millisievert par an, 1 mSv/an).
Demi-vie ou période: Désigne
la durée nécessaire pour que la moitié des atomes
initialement présents ait disparu par transformation spontanée
(on parle de décroissance radioactive). Pour l'iode 131, elle est
de 8 jours, et de 30,2 ans pour le césium 137, principaux corps
radioactifs émis dans le panache de Fukushima à ce jour.
Le plutonium 239, dont des traces ont été
trouvées dans le sol près de la centrale, a une demi-vie
de 24 110 ans. On estime généralement qu'il faut dix périodes
pour que la concentration devienne négligeable – cela correspond
à une division par 1024 de la radioactivité.
Il faut bien sûr tenir compte dans cette
appréciation de la concentration initiale. Pour l'iode, la contamination
peut avoir quasiment disparu en 80 jours, mais il faut attendre 300 ans
pour le césium et 240 000 ans pour le plutonium 239.
Chez l'animal, la période peut être
plus courte, car certains radioéléments peuvent être
éliminés par les voies naturelles. On parle alors de période
biologique. Dans la viande, la concentration en césium décroît
de moitié en 70 jours, il en subsiste donc 1.000 fois moins en environ
deux ans.
Épicentre: point de la surface
terrestre où l'intensité d'un séisme est maximale.
Foyer: endroit de la croûte terrestre
où se produit la rupture sismique, autrement dit où se déclenche
un séisme.
Intensité: classification des
tremblements de terre, à partir de leurs effets en un endroit donné,
basée sur l'analyse des réactions humaines, des dégâts
aux bâtiments et des actions sur l'environnement naturel..
Hypocentre: foyer où s'initie
la rupture en profondeur
L'échelle d'intensité macrosismique
MSK (Medvedev-Sponheuer-Karnik, 1964) comporte douze degrés;
l'intensité peut s'exprimer sous forme de degré ou de demi-degré.
Dimensionnement au séisme de dimensionnement
(SDD): correspond au niveau sismique pour lequel la centrale est dimensionnée.
Magnitude: grandeur obtenue par la
mesure de l'amplitude des ondes enregistrées par un sismographe;
la magnitude fournit une estimation de l'énergie dissipée
au foyer sous forme d'ondes sismiques.
NRC: Nuclear Regulatory Commission
(États-Unis).
Paléosismicité: étude
des séismes passés grâce aux traces qu'ils ont laissées
dans les formations géologiques majeurs (quaternaires).
RFS: Règle fondamentale de sûreté.
Sismicité: étude des
caractéristiques des séismes (localisation, fréquence,
magnitude, etc.).
Sismicité instrumentale: étude
des caractéristiques des séismes à partir des données
enregistrées par les capteurs des réseaux de surveillance
ou de recherche.
Sismicité historique: étude
des séismes par l'analyse de sources documentaires relatant les
effets qu'ils engendrent sur la population, les constructions et l'environnement.
Elle peut couvrir une période de mille ans dans certaines régions.
Sismogramme: enregistrement des secousses
sismiques effectué par un sismographe.
Sismographe: appareil de mesure et
d'enregistrement des secousses sismiques.
SMHV: Séisme maximal historiquement
vraisemblable.
SMS: Séisme majoré de
sécurité.
Spectre de réponse: courbe correspondant
à l'amplitude maximale, en fonction de la fréquence, de la
réponse d'oscillateurs simples pour un amortissement donné,
lorsqu'ils sont sollicités par le mouvement du sol. |
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