Accident de 2009 de la centrale de Saïano-Chouchensk

Modèle d'une turbine de la centrale.

Le type de turbines utilisées dans cette centrale avait une zone de fonctionnement très étroite avec un rendement élevé. Si cette zone était dépassée, les turbines commençaient à vibrer. Provoquées par la pulsation de l'écoulement de l'eau et les chocs hydrauliques, ces vibrations et les chocs sur les turbines les dégradaient au fil du temps.

La turbine n^o 2 avait connu des problèmes durant une longue période avant l'accident de 2009[2]. Les premiers problèmes apparurent après son installation en 1979. De 1980 à 1983, de plus en plus de problèmes d’étanchéité, de vibrations de l'arbre de la turbine, et de paliers apparurent. De la fin mars 2000 à la fin novembre 2000, une remise en état complète de la turbine 2 fut effectuée. Des cavités allant jusqu'à 12 millimètres de profondeur et des fissures d'environ 130 millimètres de long furent trouvées sur la roue de la turbine et réparées. De nombreux autres défauts furent trouvés dans les paliers de la turbine et réparés. En 2005, d'autres réparations furent réalisées sur la turbine n^o 2. Les problèmes trouvés étaient similaires aux défauts constatés lors de la réparation précédente[2].

De janvier à mars 2009, la turbine n^o 2 était en train de subir des travaux planifiés de réparation et de modernisation. Elle fut la première et la seule turbine dans la centrale à être équipée d'un nouveau régulateur électro-hydraulique de sa vitesse de rotation, fourni par la société Promavtomatika[3]. Dans le cadre de cette rénovation, les aubes de turbine furent rechargées par soudure, car après une longue période d'utilisation, des fissures et des cavités étaient apparues. La roue de turbine ne fut correctement rééquilibrée qu'après ces réparations[4]. Après les travaux, la turbine n^o 2 vibrait plus fortement, enregistrant des déplacements d’environ 0,15 millimètres au niveau du palier principal lorsqu'elle était à pleine charge. Bien que cela ne dépassait pas les spécifications, cette vibration très importante était problématique pour une utilisation à long terme. Le niveau de vibration élevé de la turbine n^o 2 par rapport aux autres était déjà évident avant la réparation. Il dépassa le niveau maximal admissible au début du mois de juillet[2] et continua à augmenter de plus en plus vite[2].

Dans la nuit 16 au 17 août, le niveau de vibration augmenta sensiblement[4]. Il y eut plusieurs tentatives pour arrêter la turbine. Le 16 août jusqu’à 20h30, sa puissance était de 600 MW, puis elle fut réduite entre 100 et 200 MW. Le 17 août 2009 à 3h00, la charge fut de nouveau augmentée à 600 MW; à 3h30, réduite à 200 MW; et à 3h45, elle fut de nouveau augmentée à 600 MW[4]. Pendant ce temps, le niveau de vibration était très élevé, et furent enregistrée par les instruments sismiques dans la centrale. Au cours de ces tentatives pour l'arrêter, le rotor subit une poussée vers le haut, qui à son tour créa une pression poussant sur le couvercle de la turbine, maintenu en place par 80 boulons de 8 cm de diamètre.

Au cours de la matinée du 17 août 2009, 50 personnes se trouvaient autour de la turbine n^o 2. Comme le directeur général de la centrale, Nikolai Nevolko, fêtait son anniversaire, tôt dans la matinée, il se rendit à Abakan pour saluer ses invités qui arrivaient, et aucun des travailleurs présents ne voulut ou n'avait le pouvoir de prendre des décisions concernant de nouvelles mesures pour la turbine. Il semble qu'ils étaient habitués à ces niveaux élevés de vibrations[4].

La turbine n^o 2 fut démarrée le 16 août 2009 à 23h14 heure locale. À 23h44, elle tournait à pleine charge soit 600 MW. Pendant la nuit, sa charge varia entre 10 et 610 MW. Au moment de l'accident, à 8h13 heure locale (0h13 GMT), la puissance délivrée était de 475 MW et le débit d’eau la traversant était de 256 m³/s. Les vibrations du palier engendraient des déplacements de 0,84 millimètres, 4 fois plus importants que les déplacements subis par les autres turbines. La durée de vie définie par le fabricant de la turbine était de 30 ans. Au moment de l'accident, la turbine avait 29 ans et 10 mois.

Le jour de l'accident, les turbines fonctionnaient avec une chute d’eau de 212 mètres. Sous cette pression, le niveau de puissance recommandé pour les turbines était de 570 à 640 MW (bande III) et de 0 à 265 MW également (bande I). La zone de 265 à 570 MW (bande II), à cette pression était déconseillée et tout fonctionnement au-delà de 640 MW (groupe IV) était interdit[2]. Le jour de l’accident, la turbine n^o 2 fonctionnait comme régulateur de puissance de sortie de l'usine et de ce fait, sa puissance de sortie changeait constamment. Le régime turbine se trouvait souvent dans la bande II, générant des vibrations et des à coups dans le débit d'eau.

Selon le journal Izvestia, les fortes vibrations de la turbine n^o 2 duraient pour certains depuis 10 ans et étaient bien connues du personnel de l'usine[4]. Selon l'ancien directeur de Irkutskenergo, Viktor Bobrovski, l'accident aurait été causé par un processus incorrect de démarrage de la turbine ce qui aurait entraîné un pic de pression hydraulique, ou à un excès de charge sur la turbine dû à une pointe de consommation d'électricité. Selon Bobrovski, il était courant dans la région de compenser une charge de pointe en surchargeant les centrales hydroélectriques. De plus, le système d'énergie de la région serait proche de l'effondrement, le but principal de ses propriétaires étant de faire autant de profit que possible, généralement en réduisant la maintenance, l'investissement, la sécurité et les frais de formation. Comme la charge résistante des autres turbines cessa après la défaillance de la turbine n^o 2 (et des systèmes d’évacuation d’énergie), les autres turbines commencèrent sans doute à tourner sans couple résistant à une vitesse de plus en plus grande jusqu'à leur défaillance[14]. Il affirma que l'ancien directeur de la centrale hydroélectrique de Saïano-Chouchensk, Valentin Bryzgalov, avait alerté sur le fait qu'il était dangereux de faire fonctionner la centrale aux charges maximales, les turbines commençant à vibrer dans la direction axiale. Il affirma que l'accident n'aurait probablement pas eu de tels résultats catastrophiques si les systèmes de sécurité avaient fonctionné et les règles de sécurité avaient été suivies[14].

L'ancien directeur général de la centrale, Alexander Toloshinov, déclara que l'accident était probablement dû à un « défaut de fabrication » dans une turbine[17]. Selon Toloshinov, la fabrication des aubes de ce type de turbine n’était pas très fiable et les fissures était connues pour se développer dans ces aubes sous certaines conditions de fonctionnement[18].

Le 11 septembre 2009, RusHydro réfuta les allégations selon lesquelles le barrage avait bougé et s’était appuyé sur la salle des machines conduisant à la destruction de la turbine n^o 2. Selon RusHydro, les déplacements du barrage étaient saisonniers et s’étaient réduits au cours des dernières années. Le déplacement maximum (141,5 millimètres) avait été enregistré en 2006, et était inférieur au maximum autorisé de 145,5 mm. Selon RusHydro, le déplacement entre les jambes d'ancrage et la salle de machines n’excède pas 2,3 millimètres, ce qui est inférieur à l’espace entre eux (50 millimètres), et donc le barrage ne vient pas s’appuyer sur la salle des machines[19].

Le 21 août 2009, un site Web soutenant les groupes terroristes en Tchétchénie affirma qu'ils étaient responsables de l'explosion, qui faisait partie d'une nouvelle « guerre économique » qu’ils avaient déclaré à la Russie. Cette revendication fut rejetée par les autorités comme étant « stupide »[20] - [21].

Dommages à l’extérieur de la centrale.

En plus de turbine n^o 2, les turbines n^o 7 et 9 subirent également des dommages graves et furent détruites, tandis que le toit et le plafond de la salle des turbines tombèrent et causèrent des dégâts supplémentaires aux turbines n^o 1 et 3, et de légers dommages aux turbines n^o 4, 5, 8 et 10[27]. La turbine 6, qui était en maintenance planifiée au moment de l'accident, ne subit que des dommages mineurs et fut la seule des 10 turbines de la centrale qui ne subit pas de dommage électrique dû à des courts-circuits des transformateurs associés[28]. L’eau inonda immédiatement les salles des turbines et des générateurs et provoqua l’explosion d’un transformateur[29]. Les transformateurs n^o 1 et n^o 2 furent détruits, tandis que les transformateurs n^o 3, 4 et 5 restèrent dans un état satisfaisant. D’autres graves dommages furent relevés : la salle des générateurs fut détruites (toit, plafonds et sol).

Le 9 septembre 2009, RusHydro annonça les dommages causés par l'incident:

• Turbine n^o 6: inondée
• Turbine n^o 5: inondation et dommages électriques
• Turbines n^o 3 et 4: dommages électriques et mécaniques au niveau intermédiaire. Quelques dégâts aux structures en béton autour d'elles.
• Turbines n^o 1, 8 et 10: dégâts électriques et mécaniques au niveau supérieur. Quelques dégâts aux structures en béton autour d'elles.
• Turbines n^o 7 et 9: complètement détruites, avec des dommages extrêmes aux structures en béton autour d'eux.
• Turbine 2: complètement détruite, y compris les structures de béton l’environnant[7].

La production d'électricité de la centrale cessa complètement après l'incident. La panne d’électricité résultante dans des zones résidentielles fut atténuée par le détournement d’une partie de la puissance des autres centrales. Les fonderies d'aluminium à Saïanogorsk et en Khakassie furent totalement coupées du réseau électrique avant que l'alimentation en courant ne fût remplacée par des sources d'énergie alternatives[5] - [30]. L’alimentation électrique dans les zones privées de courant fut entièrement restaurée le 19 août 2009[31]. Bien que les fonderies continuèrent à travailler à leur rythme normal, Rusal avertit que sur le long terme, jusqu'à 500 000 tonnes de la production d'aluminium seraient perdues en raison de la pénurie d'électricité, et appela à l'accélération de la construction de la centrale hydroélectrique de Boguchany pour remplacer la capacité de production perdue[32].

L'accident causa un déversement d’au moins 40 tonnes d’huile. De l'huile pour transformateur se répandit sur plus de 80 km en aval dans l’Ienisseï[17] - [33]. L'huile, qui s’était déversée au moment de la coupure du débit de la rivière (lorsque toutes les vannes du barrage était fermés, pendant 2 à 3 heures), tua 400 tonnes de truites élevées dans deux élevages riverains. L’impact sur la faune ne fut pas évalué. Le 19 août 2009, le déversement qui s’étendait sur 15 km de long avait atteint Ust-Abakan, où il fut circonscrit avec des barrières flottantes et des absorbants chimiques[34]. L’huile fut totalement retirée de la rivière le 25 août 2009[35].

La cotation des actions RusHydro à la bourse de Moscou fut suspendue pendant deux jours[5]. Les échanges reprirent le 19 août 2009, la valeur des actions chuta de 11,4 %[36]. À la bourse de Londres, le prix de l'action chuta de plus de 15 %[5]. Il était prévu que les pertes de RusHydro se chiffreraient à 16,5 milliards de roubles (523 millions de dollars) en 2013[37]. La centrale était assurée pour 200 millions de dollars par la société russe d'assurance ROSNO, faisant partie du groupe Allianz, et réassurés par Munich Re[38].

Le gouvernement russe décida de verser une indemnité de 1 million de roubles (31 600 dollars) à la famille de chaque victime, et 100 000 roubles (environ 3 100 dollars) à chaque survivant, tandis que RusHydro décidait d’ajouter 1 million de roubles à titre de compensation[39]. RusHydro décida également d'acheter un logement pour 13 familles de travailleurs tués avec des enfants mineurs. Il y eut aussi des programmes pour soutenir ces enfants dans les écoles maternelles et les écoles pour qu’ils puissent accéder à l'enseignement supérieur.

Le directeur de l'usine, Nikolaï Nevolko, fut remplacé par Valerii Kjari[40]. Plusieurs personnes furent récompensées pour leurs actions héroïques lors de l'accident[8]. Le Premier ministre russe Vladimir Poutine, envoya à Juri Salnikov et Oleg Melnitchuck une lettre officielle élogieuse[8].