Aval du cycle

Le devenir du combustible déchargé des réacteurs

L’amont du cycle a comme fonction de préparer le combustible pour le charger dans le cœur des réacteurs. Après avoir subi durant 3 ou 4 années des réactions de fission et produit beaucoup d’énergie., il vient un moment où ce combustible, devenu usé, doit être déchargé. La question se pose alors de son devenir. L’aval du cycle est le nom donné par les ingénieurs au traitement de ces matières radioactives.

Quand ils sont déchargés du cœur d’un réacteur, les assemblages de Combustibles usés sont 4 millions de fois plus radioactifs que le minerai d’uranium qui a servi à leur fabrication. Cette énorme radioactivité tombe à 60 000 fois au bout d’un an. Elle décroit ensuite plus lentement pour descendre à 7000 fois au bout de 40 ans. Après 500 ans elle vaut 100 fois celle du celle du minerai d’uranium, après 10 000 ans 15 fois, au bout de 200 000 ans 1,5 fois.

Deux option s’ouvrent alors, appelées “cycle ouvert” et “cycle fermé“.

Option du Cycle ouvert

L’option du “cycle ouvert” consiste à s’en remettre à la seule nature, c’est à dire aux décroissances radioactives et à l’écoulement du temps. Tous les efforts tendent à retarder au maximum la migration de la radioactivité vers le monde du vivant, de sorte qu’au moment d’un éventuel contact, la radioactivité soit comparable à celle du minerai d’uranium naturel.

Dans un première étape on entreposera les assemblages de combustibles usés dans des piscines et plus tard quand leur radioactivité aura assez décru à sec dans des silos. Cette entreposage peut durer des dizaines d’années : par exemple aux USA les plus anciens combustibles usés entreposés ont 50 ans d’âge. Quand les combustibles usés seront jugés assez froids, il est prévu de les enfouir à grande profondeur dans de grands centres de stockage.

Option du cycle fermé

L’option du “cycle fermé” consiste à traiter le combustible usé, pour en extraire ce qui est récupérable et à s’en remettre aux décroissances radioactives et à l’écoulement du temps uniquement pour ce qui peut être considéré comme un déchet. En effet une tonne de combustible usé contient encore 950 kg d’uranium qui pourrait servir un jour et 10 kg de plutonium, un pactole dont un gramme équivaut à une tonne de pétrole.

Après un entreposage d’une dizaine d’années, le combustible usé est sorti des piscines et traité pour en extraire les “matières valorisables“, uranium et surtout plutonium. Par la même occasion, les 4 % en masse du résidu considérés comme des déchets sont conditionnés au sein d’une matière vitreuse  très résistante aux radiations et à même d’immobiliser les atomes radioactifs durant des milliers d’années.

Quant à l’uranium et au plutonium séparés des combustibles usés, ils peuvent retourner en réacteur. Le plutonium fissile, notamment, est mélangé à de l’uranium pour confectionner un combustible mixte appelé MOX. En raison de ce recyclage, il est légitime de parler de cycle. Dans la pratique, il s’écoule une quinzaine d’années entre la décharge du combustible usé et le moment où du plutonium retourne en réacteur. Avec les réacteurs actuels ce recyclage du plutonium se limite à un “tour de piste”.

Au final : un stockage géologique :
Les combustibles usés du cycle ouvert et les déchets vitrifiés du cycle fermé sont au final destinés à un stockage géologique profond. A ce jour aucune nation n’a atteint l’étape du stockage géologique profond aussi bien pour le cycle ouvert que pour le cycle fermé.

Le lecteur intéressé trouvera davantage d’information sur ces questions dans le chapitre sur les déchets radioactifs

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