Axe 3 : Conditionnements

Axe 3 : Recherches sur le conditionnement

Le conditionnement des déchets de haute et de moyenne activité constitue l’un des deux thèmes des recherches de l’axe 3 requises par les lois de 1991 et de juin 2006. La situation dans ce domaine est très différente des recherches sur la séparation et de la transmutation. Le conditionnement bénéficie des importants acquis industriels des 15 dernières années

Des acquis industriels considérables
Un des principaux acquis du conditionnement des déchets a été la réduction d’un facteur 6 du volume des déchets HAVL (haute activité) durant les 15 ans de la loi Bataille, de 1991 à 2006. Cette réduction est encore plus importante si l’on effectue la comparaison avec les premiers réacteurs de la filière graphite-gaz. Le volume des déchets est rapporté à un même production d’électricité, un gigawatt-heure qui vaut un million de kilowatt-heures.
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Durant cette période, le volume des déchets de haute activité a été divisé par plus de 6. Un conditionnement performant a été mis au point pour tous les types de déchets : verres et céramiques spécifiques pour les déchets de haute activité, bitumes et ciment pour ceux de moyenne activité et conteneurs de vrac pour les très faibles activités. La durabilité des verres R7T7 de la Hague qui immobilisent la radioactivité des déchets de haute activité dépasserait 10 000 ans.

Malgré les excellents résultats obtenus, les recherches sur le conditionnement sont poursuivies et approfondies. La stratégie du « tout au verre », adoptée par la France, peut-elle être améliorée ou complétée ?. Par exemple, pourrait-on incorporer dans les verres R7T7 davantage d’actinides mineurs, pour tenir compte que ces radioéléments sont présents en plus grande quantité dans les assemblages usés de combustible MOX. Par ailleurs, il reste des déchets anciens à reprendre et à conditionner.

Conteneurs pour Yucca Mountain
Cette galerie du projet du site de stockage de Yucca Mountain, dans le désert du Nevada, montre trois types de conteneurs de déchets : assemblages de combustibles pour réacteurs à eau pressurisée et à eau bouillante (au premier et à l’arrière plan), colis de déchets de haute activité (plan médian). On remarquera en bleu les boucliers en titane destinés à protéger les conteneurs de l’eau qui dégoulinant du haut de la galerie. Le climat est désertique, mais les couches de tuff (cendres compactées) de Yucca-Mountain n’ont pas l’imperméabilité de l’argile. Cela fut une des raisons de l’abandon du projet.
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A l’avenir, quand la séparation des radioéléments actuellement mélangés dans les verres deviendra possible, il sera intéressant d’en conditionner certains à part. Des recherches portent donc sur l’incorporation de radioéléments particuliers dans des matrices céramiques. Ces céramiques présentent une résistance exceptionnelle à l’eau, mais sont coûteuses. Les recherches sur ces matériaux sont regroupées en France dans un programme appelé NOMADE (NOuveaux MAtériaux pour DÉchets). On ne peut écarter aujourd’hui les céramiques comme matériaux de confinement pour des applications particulières. Une étude comparative entre ces nouveaux conditionnements et les verres R7T7 est nécessaire.

Des recherches importantes portent aussi sur le combustible usé non retraité. Des emballages spéciaux sont nécessaires pour le combustible usé qui sera entreposé avant d’être enfoui. Des pays qui ne retraitent pas, comme la Suède ou les États-Unis, donnent la priorité à la mise au point d’étuis et de conteneurs à même de faire barrage des millénaires aux matières irradiées des assemblages de combustible.

Un autre acquis : la résistance des verres
Second acquis industriel important : Les verres borosilicates utilisés à la Hague seraient très résistants. Selon les estimations du CEA, ces verres perdraient seulement un millième de leur volume au bout de 10 000 ans, 10 % au bout d’un million d’années. La silice dissoute dans l’eau du milieu géologique ralentirait l’altération, Un gel protecteur se forme, augmentant ainsi la longévité du matériau. A de telles échelles de temps, la radioactivité aura pratiquement disparu si les sociétés humaines sont encore là pour le constater. ©

Plus généralement, des emballages robustes, durables et se prêtant à la manutention sont à mettre au point pour toutes sortes de déchets. Les déchets de haute et moyenne activité comme les combustibles usés non retraités sont actuellement entreposés avant d’être définitivement stockés. Ces entreposages sont de longue durée. Il est prévu de commencer seulement vers 2025 à stocker les premiers déchets des centrales françaises des années 1970. Il faut s’assurer du bon comportement à long terme des emballages. Ils devront être en suffisamment bon état pour leur manutention quand ils seront sortis de l’entreposage.

AXE 3 : RÉSULTATS ET PERSPECTIVES SUR LE CONDITIONNEMENT

– 1) : Conteneurage
– 2) : Les matrices céramiques