Emballages pour déchets nucléaires

24/09/202317/11/2023 Philippe du Chélas

Les centrales nucléaires nécessitent des emballages pour leurs déchets nucléaires mais pas seulement.

Tous les réacteurs utilisent en effet un combustible à base d’uranium et le principe de la fission (différent de la fusion).

Des déchets résultent de l’exploitation des centrales et du recyclage du combustible usé.

Mais des déchets proviennent aussi de la déconstruction des centrales définitivement mises à l’arrêt. Et donc ces déchets sont aussi radioactifs.

Pour s’en protéger, il faut notamment des emballages pour déchets nucléaires spécifiques en terme de résistance.

Une production de matières importantes

Juridiquement, une substance radioactive est en effet une substance contenant des radio- nucléides, naturels ou artificiels et dont l’activité ou la concentration justifie un contrôle de radioprotection.

Comme toute activité industrielle, la production d’électricité d’origine nucléaire produit des déchets qui sont des substances radioactives de différentes natures d’ailleurs :

12000 tonnes de combustible irradié produites chaque année dans le monde
60000 tonnes de combustible usagé en Europe
60 tonnes de déchets produites chaque année en France
accumulation de 1,54 million de mètres cubes de déchets radioactifs en France
58,8 % de déchets issus de l’industrie électronucléaire,
27 % de déchets issus des activités de recherche
9 % de déchets issus de la défense nationale

Selon l’ANDRA, il y a 1 700 000 m3 de déchets radioactifs en France (2020).

Nature des déchets

Par contre, les déchets radioactifs sont de natures très différentes :

Ainsi 90 % sont des filtres, résines, vannes, vinyles ou tissus, métaux et gravats dont la radioactivité et la durée de vie sont limitées.

Seuls 10 % sont des déchets issus du traitement du combustible nucléaire usé et dont la durée de vie s’étale sur des milliers d’années.

Ainsi, au total, ce sont les 90 % de déchets radioactifs à faible durée de vie qui font l’objet d’un stockage sous emballage étanche.

Il est impératif pour nous de traiter ce problème des déchets radioactifs car nous n’avons pas le droit que cette charge incombe à nos générations futures.

Traitements variables

Le traitement des déchets radioactifs varie selon la nature du déchet :

le compactage des déchets d’exploitation courants : textiles, vinyles…
compactage des déchets métalliques issus du traitement du combustible usé
fusion des déchets métalliques et transformation en lingots
incinération des déchets liquides et solides
vitrification chaque fois que cela est possible
vitrification des déchets produits par l’incinération.

C’est après traitement que les déchets sont ainsi placés dans des emballages étanches pour stockage.

L’emballage peut varier mais il reste adapté à la nature des déchets. Et aux risques associés.

Il peut s’agir de fûts, de caissons métalliques, de conteneurs en béton, de conteneurs en acier inoxydable, et autres…

L’objectif de ces emballages est d’éviter la dispersion des substances radioactives qu’ils contiennent.

Les fûts métalliques (FM120 et FM40) et en acier inoxydable sont deux emballages spécifiques.

Ils servent pour le transport et le stockage des déchets radioactifs, nocifs ou hautement dangereux.

A l’inverse, pour les déchets très faiblement actifs (TFA), on peut utiliser des fûts PEHD.

Le fut PEHD est un fut en plastique en PEHD.

Il existe aussi le fût 120L PEHD (F120) et le fût à bondes PEHD (B3).

Pour transporter tous ces déchets, il faut donc des emballages pour déchets nucléaires.

Transport des emballages

Aujourd’hui, la sûreté repose sur les emballages pour déchets nucléaires.

A titre d’exemple, pour les déchets hautement radioactifs on utilise notamment un fût en acier inoxydable à haute résistance.

Leur conception s’adapte donc aux quantités de matières transportées et aux nuisances associées.

Il existe ainsi quatre types d’emballages approuvés pour le transport des matières radioactives:

Colis exceptés : utilisé notamment pour de très petites quantités de matières radioactives sans étiquetage externe. Manipulation sans danger colis fermé.

Colis industriels : utilisés pour transporter des matières (LSA) à faible activité spécifique et aussi des objets contaminés en surface soit pour les matières LSA-I, LSA-II et LSA-III) et objets SCO-I et SCO-II. A noter que certaines matières LSA-I et SCO-I que l’on transporte sans emballage sous certaines conditions.

Colis de type A : conçus pour transporter de petites quantités de matières radioactives en toute sécurité. Ces colis (type A) résistent d’ailleurs aux chocs normaux dans le cadre de transports internationaux (chute d’un véhicule, chute, contact avec un objet tranchant, exposition à la pluie ou empilage de marchandises lourdes par dessus le colis)

Colis de type B : pour transporter de grandes quantités de matières radioactives : combustibles nucléaires, déchets nucléaires et aussi radio-isotopes. Ces colis (type B) résistent aussi aux accidents graves, au feu, à l’immersion dans l’eau et à la chute sur une surface dure depuis une hauteur de 9 mètres.

Stockage des emballages

En France, c’est la loi du 28 juin 2006 qui encadre la gestion des déchets radioactifs.

Leur stockage définitif se fait en effet dans trois centres de l’Andra implantés dans la Manche et l’Aube.

En France, pour le conditionnement des 10 % de déchets les plus radioactifs, on utilise ainsi des conteneurs en acier inoxydable.

Et on les entrepose dans l’usine Orano de La Hague.

Par contre les déchets d’exploitation ou liés à la déconstruction des centrales nucléaires sont conditionnés dans des conteneurs en béton.

Ainsi ces conteneurs sont entreposés dans une installation près de la centrale nucléaire du Bugey (ICEDA).

Avec les différents traitements et leurs emballages, les déchets peuvent être stockés.

L’ensemble évite en principe tout risque de contact de leur radioactivité avec l’Homme et l’environnement.

Risques dans le temps

Sans certitudes ou assertions polémistes, des observations émergent notamment sur la méthodologie de stockage.

Et aussi sur la fiabilité des emballages pour déchets nucléaires.

en stockage profond, l’eau peut accélérer la corrosion de l’acier et provoquer la dégradation du verre. Cela risque de libérer des éléments radioactifs
l’acier inoxydable utilisé pour les déchets vitrifiés finirait notamment par s’oxyder quand même
la corrosion du verre et de la céramique peut s’accélérer dans certaines conditions
le cuivre peut ne pas retenir longtemps la radioactivité en raison de sa corrosion

Les enjeux sont importants aujourd’hui.

La recherche de solutions pour le stockage des déchets radioactifs tend de plus à plus à vouloir notamment privilégier le stockage définitif.

L’idée est ainsi de le faire dans une formation géologique profonde et adaptée.

Catégories de déchets

1 – Vie très courtes (VTC)
2 – Très faible activité (TFA),
3 – Faible et moyenne activité à vie courte (FMA-VC),
4 – Faible activité à vie longue (FA-VL),
5 – Moyenne activité à vie longue (MA-VL),
6 – Haute activité (HA)

Leur stockage définitif se fait dans trois centres de l’ANDRA implantés dans la Manche et l’Aube.

La masse des déchets radioactifs de haute activité et à vie longue représentent 95 % de toute la radioactivité générée par l’énergie nucléaire en France

Article : P. du Chélas