Colis combustibles usés

Enfouir le combustible usé : des échéances lointaines.

Les assemblages de combustibles usés sortis des réacteurs sont des matières très radioactives. Dans un grand nombre de pays, il est envisagé de les considérer comme des déchets ultimes auquel cas il faudra les stocker un jour dans de grandes installations souterraines. Ces matières radioactives contiennent environ 1% de plutonium. Une fois enfouies elles dégageront 10 fois plus de chaleur que les déchets vitrifiés (obtenus après en avoir extrait le plutonium) et ce dégagement sera intense plus longtemps.

Les échéances pour de telles installations sont encore très lointaines. Dans la plupart des pays, il est question de 2040 voire 2050. Deux petites nations, la Suède et la Finlande, sont les plus avancées et envisagent la construction d’un centre de stockage vers 2020.

Les États-Unis auraient dus être les premiers à disposer d’un tel centre à Yucca Mountain dans le désert du Nevada. Le projet a été abandonné en 2009. Bien qu’avorté, le projet américain de stockage de combustibles usés illustre à quoi pourrait ressembler un tel stockage et quels seraient les problèmes à résoudre.

Les conteneurs de déchets se doivent d’assurer le confinement des matières radioactives pendant une période prolongée. Les conteneurs sont constitués de deux cylindres métalliques épais résistants à la corrosion, un cylindre interne en acier inoxydable et un cylindre externe en alliage de nickel. Un bouclier en titane autour des colis empêche les gouttes d’eau et des débris d’atteindre les colis.

Le conteneur de déchets devait reposer sur un “invert”, structure en acier remplie de roche volcanique broyée, dont le rôle serait de ralentir le mouvement vers la roche des particules radioactives sortant un jour des conteneurs. Par ailleurs, à l’intérieur de ceux-ci, les pastilles de combustible sont isolées de l’extérieur par de longues gaines en alliage de zirconium. Les atomes lourds comme l’uranium et le plutonium sont en principe peu mobiles.

Les obstacles naturels du site et son éloignement dans un désert étaient censés fournir une dilution importante des matières radioactives pouvant être relâchées du stockage. La roche solide devait ralentir le transport de matières radioactives s’échappant des conteneurs de déchets et l’emplacement éloigné devait minimiser l’impact sur les populations humaines de toute matière radioactive en provenance de l’installation.

Selon le Département de l’Énergie américain, le DOE, la conception du stockage et des barrières ouvragées étaient à même d’isoler géologiquement des déchets hautement radioactifs pendant des milliers d’années. Néanmoins, l’intense chaleur et radioactivité du combustible usé pouvaient éventuellement rompre l’étanchéité des conteneurs de déchets. En dépit des barrières géologiques et d’ingénierie, il y eut donc une controverse considérable sur la capacité de cette installation à isoler totalement les déchets hautement radioactifs pendant des milliers d’années.

La Suède possède un petit parc de 4 réacteurs. Première nation à avoir envisagé sortir du nucléaire dans les années 1980, elle est en passe de construire le premier centre de stockage pour combustibles usés. La Finlande la suit de près.

La Suède, qui n’a pas l’intention de retraiter ses combustibles usés, a mis au point un procédé de stockage. Le concept suédois, appelé KBS-3, consiste à placer le combustible usé dans un long conteneur étanche en fonte entouré de cuivre, le tout étant stocké à 500 m de profondeur dans le granit. Les sur-conteneurs destinés à être stockés dans le granit, seule formation géologique disponible en Suède, seront logés dans des alvéoles comblées par de la bentonite, une argile gonflante qui, une fois saturée d’eau, est totalement imperméable, ce qui permettra d’empêcher la circulation naturelle d’eau dans le granit d’atteindre les colis.

La bentonite sera utilisée également pour sceller les galeries et alvéoles. Des expérimentations sont en cours au laboratoire souterrain d’Aspö, pour valider les divers aspects de ce stockage.