Il y a 40 ans jour pour jour, à l’heure et à la minute près, se déroulait la plus grande catastrophe nucléaire de l’histoire de l’Humanité. Si les hommes à la conception et aux commandes de la machine sont les grands responsables de cet accident qui reste l’un des deux seuls classés 7 sur l’échelle INES (International Nuclear Event Scale, pour échelle internationale des incidents et accidents nucléaires), le second étant Fukushima, ils ne pouvaient pas pour autant avoir l’œil partout et prendre des décisions majeures sans une aide précieuse : SKALA (СКАЛА, система контроля аппарата Ленинградской Атомной ou Système de Contrôle de la Centrale Nucléaire de Leningrad), un système informatique permettant la surveillance et l’information de tout événement se produisant dans la centrale. Retour sur cet ordinateur méconnu, dont les restes sont encore de nos jours prisonniers du sarcophage du réacteur n°4.
Un ordinateur basique, mais important
Si cet ordinateur était fait pour organiser et hiérarchiser les informations tirées de différents capteurs, il fallait bien pour cela qu’ils soient reliés à celui-ci. Les capteurs étaient tellement nombreux qu’ils ne pouvaient pas être reliés directement à l’unité centrale. En effet, le nombre de signaux directement utilisables était de 7 200 sous forme analogique, et 6 500 sous forme numérique. Les capteurs étaient donc regroupés en grappes, reliés à différents nœuds de contrôle, dont certains communiquaient ensuite avec un sous‑calculateur V‑31M. Cet élément servait d’interface entre l’unité centrale SKALA et une partie de la myriade de capteurs qu’elle devait surveiller, afin de donner l’aperçu le plus précis possible de l’état du réacteur aux opérateurs.
L’unité centrale en elle-même consistait en deux processeurs centraux indépendants, qui se partageaient une mémoire centrale : chacun était équipé d’une mémoire de 20 000 mots (3 octets par mot), et la mémoire partagée était « généreusement » dotée de 8 Ko (de quoi faire relativiser la RAMpocalypse). Les processeurs en eux-mêmes effectuaient leurs calculs en 24 bits, et les programmes étaient récupérés sur bande perforée, que ce soit pour le système principal comme pour les programmes utilisés. Une fois chargés en mémoire, ces programmes utilisaient des données stockées sur bande magnétique.
Mais ces programmes, au final, que sont-ils ? En plus du système principal et de ses logiciels de diagnostic et de contrôle (KIKD, KRV, KCTK… toute la poésie habituelle), les deux plus importants programmes étaient PRIZMA et DREG. Le premier, PRIZMA, était dédié à l’analyse globale de l’état du réacteur. C’est lui qui comprenait tous les algorithmes permettant de savoir quel était le statut actuel du cœur, et surtout quelles sont les manipulations nécessaires pour atteindre la puissance voulue par l’équipe de conduite. DREG, lui, est la « boîte noire » du système. C’est lui qui enregistre chaque manipulation effectuée, chaque changement de valeur sur les capteurs.
Une vitesse inexistante, et une fiabilité toute relative
Mais avec un tel système à portée de main, comment les équipes de conduite ont pu arriver au drame que tout le monde connaît ? Bien qu’il soit très avancé pour l’époque (nous sommes en 1986, et l’URSS n’est pas au niveau de développement informatique de l’Occident), le système SKALA est criblé de soucis.
Le premier, c’est la lenteur. Non seulement l’unité centrale est très lente, du fait de ses nombreux accès aux bandes magnétiques pour pallier une mémoire très faible au vu de la quantité de données à manipuler, mais les processeurs eux-mêmes sont loin d’être des foudres de guerre. Les deux CPU de l’unité centrale offraient une puissance de calcul de l’ordre de celle d’un mini‑ordinateur comme un PDP‑11 d’entrée de gamme, « mini‑ordinateur » dont les premiers exemplaires sont sortis chez DEC (Digital Equipment Corporation) en 1970. Bien que conçu dès l’origine pour aider à la conduite des réacteurs de la centrale Lénine (autre nom de Tchernobyl), chaque modélisation effectuée par le programme PRIZMA prenait entre 5 et 10 minutes.
En dehors des modélisations complètes effectuées par PRIZMA, le reste n’était pas beaucoup plus réactif : du fait de la structure en cycles de calcul et des accès lents aux bandes, la mise à jour de certains paramètres agrégés pouvait prendre plusieurs dizaines de secondes, voire plusieurs minutes pour les traitements les plus lourds.
Autre souci, la fiabilité. Rien que durant la soirée de la catastrophe, l’unité SKALA a été relancée trois fois après la chute de puissance à 30 MW, dont deux fois pendant la remontée vers 200 MW. Chaque redémarrage a interrompu les programmes de surveillance comme DREG et PRIZMA, provoquant des pertes ou des approximations dans les données disponibles au pupitre.
Un tableau de départ erroné, et une catastrophe inévitable
Dès le départ, le système SKALA fonctionnait sur la base de modèles et de marges qui ne reflétaient plus fidèlement l’état réel du réacteur dans la configuration choisie pour l’essai. Les calculs censés fournir une marge de sécurité se retrouvent alors trompeurs : ils indiquent une situation acceptable alors que le cœur est en réalité dans une configuration instable.
Les indications fournies aux opérateurs apparaissent ainsi trop permissives, d’autant que ces derniers ont eux-mêmes contourné plusieurs consignes et protections, en maintenant le réacteur dans un domaine de fonctionnement qui sort des conditions prévues par les règles d’exploitation.
La suite, elle est connue, de par les nombreux rapports et rendue accessible par la mini-série de HBO : le réacteur déjà à mi-puissance depuis plusieurs heures est ralenti vers les 700/1000 MW thermiques, mais une erreur de manipulation et l’empoisonnement au xénon (du fait du mi-régime entretenu trop longtemps) le font chuter à 30 MW. Les opérateurs remontent alors une trop grande quantité de barres de contrôle, bien au-delà du nombre permis par les marges de sécurité, afin de le « stabiliser » à 200 MW.
Le test démarre. Les pompes d’alimentation en eau du réacteur sont réorganisées, ce qui modifie le flux de refroidissement dans le cœur et la répartition de la puissance. Le xénon se consume progressivement, très peu de barres de contrôle restent insérées, et l’ébullition de l’eau alimente le coefficient de vide positif du RBMK, augmentant la réactivité au lieu de la freiner. La puissance du réacteur commence alors à s’élever rapidement.
L’équipe presse le fameux bouton d’arrêt d’urgence AZ‑5, mais il est trop tard : les barres de contrôle commencent à descendre dans un cœur déjà très réactif, et leur extrémité en graphite remplace d’abord l’eau dans la partie basse du cœur, augmentant localement la réactivité au lieu de la réduire. La puissance part alors en excursion fulgurante : l’eau des canaux se vaporise brutalement, la pression fait sauter le couvercle et la structure du réacteur, ouvrant le cœur à l’atmosphère. La suite sera un incendie du graphite et un rejet massif de produits de fission, donnant la pire catastrophe nucléaire civile à gérer.
Et SKALA dans tout ça ? Le test ayant débuté à 1h23 et 4 secondes, il continue de remonter des données aux opérateurs à la vitesse permise par son interface : une imprimante à haute vitesse ACPU‑128, qui crache les journaux à la chaîne. Devant les chiffres indiqués sur les feuilles qui sortent à une vitesse effrénée, le bouton d’urgence AZ‑5 est pressé à 1 h 23 min 40 s. La demande est enregistrée par DREG. Cinq secondes plus tard, le couvercle du réacteur saute dans l’explosion de vapeur. À 1 h 23 min 49 s, le courant est coupé, marquant les dernières transmissions de SKALA, qui ne sera jamais rallumé.
Des unités en service jusqu’en 2016
Si l’unité centrale utilisée pour le réacteur n°4 de Tchernobyl restera logiquement éteinte par la suite, d’autres unités de ce type ont équipé de nombreux réacteurs RBMK dans l’Union Soviétique. Ainsi, après avoir été modernisées par l’ajout d’un PC Intel 386 pour améliorer la vitesse de prise en charge des données et un écran pour remplacer l’imprimante haute vitesse, la dernière unité SKALA a été éteinte dans la centrale de Smolensk en 2016, où elle s’occupait encore de la gestion du réacteur n°3 jusqu’à cette date.
L’unité responsable du réacteur n°4 de la centrale V.I. Lénine, que tout le monde connaît sous le nom de Tchernobyl, est restée dans sa salle de contrôle, où elle ne verra probablement plus jamais la moindre donnée.
Un grand merci à la chaîne Chornobyl Family, qui m’a permis de rédiger ce texte, tant leurs explications sont détaillées et complètes. Je n’ai fait ici qu’effleurer le sujet, qui est bien plus approfondi par ces passionnés qui vivent à proximité de la zone touchée par l’accident du 26 avril 1986.
