(©Connaissance des Énergies)
Le corium est un « magma » artificiel, mélange fondu de combustible nucléaire, de produits de fission, de matériaux de structure du réacteur et, parfois, de béton du fond de la cuve du réacteur.
Définition
Le corium est un magma qui peut se former si un accident affecte le cœur d’un réacteur nucléaire et prive ce dernier de refroidissement.
Ce mélange liquide se forme lorsque la température au cœur du réacteur atteint 2 500 à 3 000°C. Ce magma est issu de la fusion de combustibles nucléaires et d’autres éléments du cœur.
Le terme « corium » a ainsi été constitué à partir du mot anglais « core » (cœur) et du suffixe « ium » que l’on retrouve dans de nombreux éléments qu’il contient (uranium, plutonium, neptunium).
Composition
Le corium est principalement constitué de dioxyde d’uranium fondu (UO2) provenant du combustible nucléaire, de zircaloy oxydé issu des gaines le contenant et de divers aciers fondus issus de la structure du cœur.
Origine et dangers
Lorsque le refroidissement du cœur n’est plus assuré et n’est pas rapidement rétabli, la chaleur résiduelle due à la réaction en chaîne des produits de fission y provoque l’évaporation de l’eau dans laquelle le combustible est immergé. La température du cœur continue à s’élever jusqu’à ce que ses différents éléments fondent.
La température du corium est auto-entretenue du fait de la radioactivité, ce qui distingue ce magma de la lave dont la température baisse en s’éloignant du cratère dont elle est sortie.
Lors d'une fusion du cœur d'un réacteur, un enjeu important consiste à empêcher le corium de percer la cuve, puis la dalle de béton de l’enceinte du réacteur afin d’éviter une contamination de l’environnement extérieur.
Récupérateur de corium
Les nouveaux réacteurs nucléaires comme le réacteur « EPR » ou le VVER 1 000 russe comportent une enceinte de récupération et de refroidissement du corium afin de protéger le sous-sol de toute contamination.
La chambre pour l'étalement du corium n'est pas située directement sous la cuve : le puits de cuve communique avec la chambre au moyen d'un canal de décharge, précise l'IRSN(1). Un système de circulation d'eau permet de refroidir le récupérateur de corium par le dessous.
Le récupérateur de corium est ainsi un système « passif » : il ne nécessite pas de source d’énergie pour fonctionner.
Schéma du récupérateur de corium de l'EPR (©Connaissance des Énergies, d'après CEA)
Le corium dans les grands accidents nucléaires
Un défaut de refroidissement du cœur s’est produit lors des accidents de Three Mile Island en 1979, Tchernobyl en 1986 et de Fukushima Daichi en 2011, entraînant à ces occasions la formation de corium.
Ces accidents ont mis en lumière les dangers associés au corium et ont conduit à des améliorations significatives dans la conception des réacteurs, les protocoles de sécurité et les procédures d'urgence pour mieux gérer les risques de fusion du cœur.
Accident de Three Mile Island (1979)
Une combinaison d'erreurs humaines, de défauts de conception et de défaillances mécaniques a conduit à la fusion partielle du cœur du réacteur n°2 de la centrale américaine de Three Mile Island.
Environ la moitié du cœur du réacteur a fondu, produisant du corium. Cependant, le confinement a tenu et la plupart des matériaux radioactifs sont restés à l'intérieur de la cuve du réacteur, limitant ainsi les rejets radioactifs dans l'environnement.
« On ne le constatera qu'en 1985, soit 6 ans plus tard, mais 45% du combustible a fondu, entraînant avec lui des matériaux de gaines et de structures, formant ce qu'on appelle un corium », précise toutefois l'IRSN (Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire en France)
Accident de Tchernobyl (1986)
Le réacteur n°4 de la centrale nucléaire de Tchernobyl a explosé le 26 avril 1986, libérant une grande quantité de matériaux radioactifs dans l'atmosphère. L'explosion et l'incendie qui ont suivi ont causé une fusion partielle du cœur, produisant du corium.
Le corium formé a percé plusieurs mètres de béton et d'acier et a constitué un amas de corium solidifié extrêmement radioactif, qualifié de « pied d'éléphant ». « Juste après la catastrophe, rester près du pied d'éléphant exposait à une radioactivité 20 fois plus élevée que la dose mortelle », indique Antoine Guitton, Professeur en physique des matériaux interrogé à ce sujet en avril 2025 par France Bleu(2) (écouter ci-après).
Accident de Fukushima Daiichi (2011)
Plusieurs réacteurs de la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi ont subi des pannes de refroidissement, entraînant la fusion partielle des cœurs des réacteurs 1, 2 et 3.
Le corium formé a traversé les cuves sous pression et s'est accumulé au fond des enceintes de confinement. Bien que les informations exactes sur l'état du corium soient encore limitées, il est clair qu'une partie a interagi avec les structures de confinement(3).
