Difficultés de l'application des méthodes BEPU à l'évaluation des risques

Résumé d'un document technique présenté dans le cadre du :
Congrès international de l'ANS de 2018 sur les méthodes BEPU (Best Estimate Plus Uncertainty)
Du 13 au 19 mai 2018

Auteurs
Dumitru Serghiuta et John Tholammakkil
Commission canadienne de sûreté nucléaire (CCSN)

Résumé

Le vieillissement et le prolongement de la vie utile des centrales nucléaires, les enjeux découlant des résultats de la R-D ainsi que les effets cumulés des modifications simultanées ou séquentielles apportées à la conception des centrales (lesquels peuvent être supérieurs à la somme des effets de chaque modification) peuvent remettre en question les marges de sûreté initiales. En effet, dans certains cas, le cadre traditionnel de l'évaluation déterministe de la sûreté prévoit l'érosion des marges tout en maintenant le respect de toutes les exigences réglementaires; en contrepartie, le cadre ne peut pas indiquer si la marge restante permet de compenser les incertitudes à l'égard des paramètres d'entrée utilisés dans le contexte de l'évaluation. L'approche de fiabilité de niveau 3 et le concept de fréquence de défaillance fonctionnelle pourraient servir de fondement en vue d'établir une mesure de la marge de sûreté, qui inclurait une limite de la probabilité de défaillance fonctionnelle, ainsi qu'une évaluation approfondie des systèmes de protection dans le spectre du risque. Le recours à la méthode de la meilleure estimation plus incertitude (BEPU) est nécessaire pour quantifier le degré de confiance, grâce à la modélisation et à la quantification explicites des incertitudes. De concert avec le concept de défaillance fonctionnelle, la méthode BEPU offre un meilleur cadre de représentation de la conception réelle dans un modèle probabiliste-déterministe intégré.

Le document porte sur l'examen des caractéristiques et des difficultés de l'application du concept de défaillance fonctionnelle et sur l'utilisation des méthodes BEPU dans le contexte de l'évaluation des systèmes de protection de réacteur dans le spectre du risque. Il souligne à titre d'exemple le dossier de l'efficacité des systèmes d'arrêt des réacteurs CANDU. Une formulation tenant compte des risques est d'abord proposée afin d'estimer une limite raisonnable de la probabilité d'une défaillance fonctionnelle à l'aide d'un modèle de type « fromage suisse ». Les résultats de la situation présentée à titre d'exemple ont été obtenus au moyen des logiciels HELIOS et NESTLE-CANDU dans le cadre d'une procédure stochastique exécutée par le logiciel DAKOTA. La modélisation visait à simuler les pointes de puissance découlant d'un accident de perte de réfrigérant primaire (APRP) dû à une grosse brèche en utilisant des combinaisons de caractéristiques neutroniques du cœur générées aléatoirement à partir de distributions de probabilité subjectives postulées et assorties de contraintes déterministes et de conditions thermohydrauliques transitoires fixes dans les grappes. Comme dans toute analyse des risques, il est difficile d'obtenir une estimation réaliste de la probabilité d'excéder une limite prescrite, qu'elle soit conceptuelle ou réglementaire. Les principales difficultés présentées dans le document sont notamment les suivantes : l'utilisation de modèles de prédiction complexes exigeant énormément de calculs, l'exhaustivité de la modélisation, les hypothèses sur la distribution des paramètres d'entrée, la validation, la séparation des incertitudes ainsi que le choix du modèle statistique et des algorithmes. Dans une certaine mesure, l'utilisation de méthodes déterministes-probabilistes hybrides pourrait permettre de surmonter ces difficultés, mais ces méthodes pourraient avoir tendance à fausser les risques réels en introduisant des points de données correspondant à des situations irréalistes, voire physiquement impossibles.

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