LA LETTRE NUCLEAIRE

Lettre nucléaire n° 16

Les déchets nucléaires

On appelle déchet nucléaire toute matière dont la radioactivité ne permet pas un rejet direct dans l'environnement et dont il n'est pas prévu d'utilisation ultérieure.
La production électronucléaire est la principale source de déchets nucléaires (95 %). Les secteurs de la santé, de l'industrie agroalimentaire et de la recherche en produisent à hauteur de 5 % seulement.
Les déchets nucléaires provenant de l'industrie nucléaire sont principalement générés par la production d'électricité en réacteur et lors des opérations de retraitement du combustible irradié. Ces déchets se présentent sous la forme liquide, solide ou gazeuse.

En France, la quantité de déchets nucléaires est très faible par rapport à la production totale des déchets de toute nature : on calcule que la production totale de déchets est de 3 tonnes par habitant et par an, dont seulement 1 kilo de déchets nucléaires. Parmi ce kilo de déchets nucléaires, seulement 10 grammes seront vitrifiés avant d'être stockés dans des formations géologiques (voir plus loin les déchets de forte activité ou à vie longue).

Classement des déchets nucléaires
En pratique, on classe les déchets nucléaires en fonction de leur durée de vie et de leur activité. Plus précisément, on distingue les déchets de très faible activité (TFA), les déchets de faible et moyenne activité à vie courte (FMA) et les déchets de forte activité ou à vie longue (HAVL). Un déchet est dit à vie courte ou à vie longue selon que sa durée de vie est inférieure ou supérieure 30 ans.

Déchets de très faible activité (TFA)
Ces déchets sont essentiellement issus du démantèlement des réacteurs nucléaires après leur mise à l'arrêt. S'ils représentent des volumes importants (1 à 2 millions de tonnes) pour l'ensemble du parc national (58 réacteurs), leur impact sanitaire est tout à fait négligeable. Ces déchets sont essentiellement constitués de circuits métalliques, de calorifuges, de câblages et armoires métalliques …

Déchets de faible et moyenne activité et de vie courte (FMA)
Ils représentent 90 % du volume des déchets produits, soit 900 grammes par habitant et par année, et ont été divisés par 3 en 10 ans grâce aux efforts des sociétés productrices.
On trouve dans cette catégorie les filtres, les résines de traitement d'eau, les gants …
Ils sont stockés en surface, au centre de Soulaines (Aube). Ce site, exploité par l'ANDRA (Agence Nationale pour la gestion des Déchets RAdioactifs), remplace depuis 1992 le site de stockage en surface de la Manche (situé à La Hague). D'une capacité d'un million de mètres cubes , il reçoit des colis de déchets empilés dans des casemates - des abris enterrés - puis noyés dans du béton. Initialement prévu pour une durée d'exploitation de 30 ans, la diminution du volume des déchets produits a permis de porter sa durée d'exploitation à une cinquantaine d'années. Il fera ensuite l'objet d'une simple surveillance pendant 300 ans (durée de la mémoire " historique " du site).
Ainsi cette catégorie de déchets, nettement dominante en volume, ne pose pas de problème particulier pour l'environnement. Aucune contamination de la terre, de l'eau ou de l'air n'est à redouter.

Déchets de forte activité ou à vie longue (HAVL)
Ces déchets, issus de la réaction nucléaire et des structures métalliques activées des assemblages combustibles, sont constitués pour plus de 98 % de produits de fission. Ils comprennent également, bien qu'en très faible quantité, des éléments actinides dont il faudra assurer le confinement pendant des milliers, voire des dizaines de milliers d'années en raison de leurs durées de vie souvent très longues.
Le devenir des déchets radioactifs à forte activité et à vie longue est certainement la question la plus délicate posée par l'utilisation de l'énergie libérée par la fission nucléaire, car elle doit être traitée, non seulement pour la période actuelle, mais également dans une perspective de plusieurs dizaines de milliers d'années pendant lesquelles les substances radioactives devront être stockées de façon sûre.
Des méthodes de traitement et de conditionnement sophistiquées sont donc mises en œuvre : les déchets sont conditionnés, avant leur stockage définitif, par incorporation dans le verre. C'est la méthode de vitrification qui permet de concentrer les déchets dans un faible volume et garantit un haut niveau de confinement.
Les verres sont ensuite coulés dans des emballages en acier puis refroidis dans des puits de béton ventilés pendant 30 ans avant d'être transférés dans des sites de stockage définitif.
Ces déchets proviennent de la combustion nucléaire au sein du réacteur et sont récupérés par la société COGEMA lors du retraitement des combustibles usés à La Hague et à Marcoule. Ces verres représentent une production de 10 grammes par habitant et par an.
Dans cette catégorie, on trouve principalement les produits de fission à vie moyenne (strontium 90, césium 137 …), les produits de fission à vie longue (technétium 99, iode 129, césium 135 …) et les actinides mineurs (neptunium 237, américium 241, curium 244)
Pour donner un ordre d'idées, une tonne de combustible irradié engendre 110 litres de produits de fission vitrifiés, soit 0,75 emballage de 166 litres. Ainsi, un REP 900 MWe, qui alimente à lui seul une ville de la dimension de Lyon, et qui produit 24 tonnes de combustible irradié par an, rend 2640 litres de produits de fissions vitrifiés, soit 16 emballages.

La gestion à très long terme des déchets radioactifs pose un problème de société sur lequel la législateur s'est penché. Il en a résulté la loi du 30 décembre 1991, dite " loi Bataille ", du nom du député Christian Bataille auteur de la proposition de loi.
Il y est prévu que les recherches devront être menées selon 3 axes :
1- Etude de la réduction de la durée de nocivité des déchets (séparation des éléments à très longue durée de vie, suivie d'une opération de transmutation),
2- Etude des formations géologiques profondes grâce à la réalisation de laboratoires souterrains d'études géologiques, en vue d'un éventuel stockage,
3- Etude des procédés de conditionnement des déchets et des techniques d'entreposage de longue durée en surface ou subsurface.

Ces 3 axes doivent être considérés comme des voies complémentaires et non alternatives pour l'élimination des déchets mais seule l'axe 2 de stockage géologique est incontournable.

La loi prévoit que les choix pour l'élimination à long terme des déchets seront effectués en fonction des conclusions d'un rapport global d'évaluation présenté par le Parlement à l'horizon 2006.

Le premier axe de recherche relève de la responsabilité du CEA. Plusieurs projets sont actuellement à l'étude. Citons-en 2 :
- le système repris par le professeur Rubbia et son équipe (ADS), fondé sur le couplage d'un accélérateur de protons à un réacteur à neutrons rapides utilisant un combustible solide au thorium 232 et un réfrigérant au plomb fondu,
- Le réacteur à sel fondu (RSF), dans lequel le combustible, à base d'uranium ou de thorium, se présente sous la forme d'un liquide (sel fondu de fluor ou de chlore) qui sert aussi de réfrigérant. Cette particularité permet chaque jour un retraitement en ligne d'une faible proportion du combustible, avec des taux de pertes potentiellement plus faibles que dans le retraitement usuel des combustibles usés.

Remarquons que le réacteur rapide de type Superphénix peut également être configuré en mode incinérateur de déchets. Malheureusement, l'arrêt définitif de Superphénix coupe la France de cette voie pourtant prometteuse, du moins dans le court terme.

L'étude de stockage en profondeur, objet du 2ème axe de la loi Bataille, a été confiée à l'ANDRA.
Au terme du comité interministériel du 9 décembre 1998, le gouvernement a décidé l'ouverture de 2 sites pour la création de laboratoires souterrains d'études du stockage. Le premier est le site argileux de Bure dans la Meuse. Pour le second, l'ANDRA est chargée de rechercher un site de nature granitique.
Cependant l'existence inévitable de failles dans les sites granitiques fait reposer la sûreté sur les seuls conteneurs, ce qui n'est pas satisfaisant.
Les sites les plus sûrs sont à base d'argile ou de sel. En France, nous excluons les mines de sel car la présence de cette matière valorisable peut provoquer, même si la probabilité est extrêmement faible, une intrusion humaine dans un futur lointain. Les Allemands ont pourtant choisi les formations salines pour leur stockage de déchets. Les Canadiens, Suédois et Suisses ont choisi, quant-à eux, les sites granitiques, qui ne sont pas excellents comme nous venons de le voir.
Seuls les Belges ont opté, à l'instar des Français, pour la solution la plus satisfaisante, à savoir l'argile.

Dans l'état actuel des connaissances, le stockage géologique représente la voie la plus naturelle et la plus écologique pour la gestion des déchets radioactifs à forte activité et à vie longue.
L'observation de formations géologiques naturelles et anciennes ( les réacteurs nucléaires naturels de Oklo au Gabon (il y a 2 milliards d'années) où les produits de fission ont été confinés à leur endroit de production, les nappes de pétrole vieilles de plus d'un million d'années …) démontre que des sites de stockage profond bien choisis peuvent rester intègres sur des durées géologiques.

Le stockage géologique est la solution de référence. La construction d'un site de stockage en formation argileuse devrait donc logiquement être votée au parlement en 2006 dans le cadre de la loi Bataille.

BWM Conseil
Section Communication
bmwconseil@nucleaire.net

Pour en savoir plus, lire l'ouvrage " l'Atome Ecologique " de Bernard Wiesenfeld. 1998, Editions EDP Sciences ( customers@edpsciences.com ).

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