Gestion eaux contaminées

Fukushima : traiter l’accumulation d’eaux radioactives

Deux ans après l’accident, la presse et les télévisions firent état en 2013 de fuites répétées d’eaux radioactives à la centrale de Fukushima.

Des médias présentèrent l’évènement d’une manière catastrophiste : “Pouvait-on organiser des jeux olympiques à Tokyo en 2020 ?”. En réalité, la radioactivité résultant des fuites déversées dans l’océan était des milliers de fois inférieure à celle déversée en mars et avril 2011. Sur 2 ans, de 20 à 40 térabecquerels (TBq) auraient ainsi fui vers l’océan, à comparer aux 5000 Tbq de césium-137 qui auraient été rejetés selon des estimations lors de l’accident.

Quelle est la cause de l’accumulation d’eaux radioactives ? Quelle est leur radioactivité ? Quels sont les remèdes ?

Origine de l’accumulation d’eaux radioactives

Depuis 2011, de grandes quantités d’eaux radioactives se sont accumulées, nécessitant la construction de nombreux réservoirs pour les stocker. Leur accumulation a été à l’origine des multiples incidents qui émaillèrent l’année 2013, bien que ces eaux en partie décontaminées soient bien moins radioactives que celles déversées en avril 2011. Leur radioactivité est très variable.

Cette accumulation est due au manque d’étanchéité du circuit de refroidissement des réacteurs accidentés et à l’intrusion dans les sous-sols d’eaux souterraines de la nappe phréatique. L’eau assurant le refroidissement des cœurs de réacteurs passe dans les enceintes de confinement puis dans des installations de décontamination. Décontaminée, elle est ensuite – à raison de 350 m3 par jour – réinjectée dans le circuit. Mais du fait de brèches, une partie de l’eau devenue radioactive après avoir refroidi les cœurs s’écoule avant d’être décontaminée dans les sous-sols où elle se mêle aux eaux phréatiques.

Le flux des eaux étant supérieur à celui nécessaire au refroidissement, il fallut entreposer un surplus de 400 m3 par jour dans des réservoirs. Ces eaux dont la radioactivité est moyenne ou faible étaient en attente d’une décontamination plus complète. Jusqu’à l’automne 2013, les unités de décontamination concernaient le césium. Ces eaux entreposées contenaient donc principalement des radioéléments autres comme le strontium-90.

Au départ, en 2011, l’eau de refroidissement se chargeait des radioéléments solubles présents dans le combustible fondu au fond des cuves et des enceintes des réacteurs. Mais deux ans après en 2013, ces combustibles fondus ont été lessivés. L’eau qui ne se chargeait plus de radioéléments solubles était devenue environ cent fois moins radioactive que durant les premiers mois.

Quels remèdes ?

Le premier remède à consisté à étendre la décontamination, au delà du césium, aux autres radioéléments, le plus abondant étant le strontium-90. A cet effet un dispositif appelé ALPS fut mis en service en 2013. Destiné à épurer l’eau des radioéléments autres que le césium, ce dispositif  fut amélioré fin-2014. Un système complet de traitement des eaux était désormais en place. Ces différents procédés de décontamination se révélèrent efficaces et traitaient entre 1 300 et 2 000 m3 par jour fin 2016. Aujourd’hui, la majeure partie du stock a été traitée (plus de 90 %). Un radioélément le tritium échappe à cette décontamination (comme dans les autres installations de traitements d’effluents), mais ce radioélément insaisissable est très peu radiotoxique.

Il n’y a pas de remède simple au surplus des eaux souterraines. Un pompage en amont du réacteur a été mis en place qui a permis de réduire les entrées d’eau de 700 à 350 m3/jour. Chaque jour 350 tonnes d’eau contaminée sont pompées, traitées pour être recyclées ou stockées. Début 2016, près de 640 000 m3 avaient été stockés dans des réservoirs, 97 % ayant été épurés. Une partie des réservoirs initiaux, avaient été progressivement remplacés par des réservoirs soudés et bien étanches. Début 2017, près d’un million de m3 d’eau étaient stockée dans 1 300 réservoirs, faute de l’autorisation à cette date du rejet en mer des eaux épurées.

Par ailleurs, une paroi étanche de 800 m de long a été construite. Elle descend à 23 m de profondeur en bord de mer jusqu’à une couche géologique argileuse étanche. L’eau de la nappe phréatique, contaminée suite à son passage dans et autour des réacteurs, est prélevée en amont de cette paroi, traitée et rejetée en mer après épuration depuis fin 2015.

Ensuite une barrière de 1400 m de long encerclant les 4 réacteurs, et descendant jusqu’à une couche géologique étanche à 27 m de profondeur, a été réalisée entre 2014 et 2016. Un barrage est obtenu en gelant le sol. A l’intérieur les sols sont drainés autour des bâtiments, les eaux contaminées sous-jacentes pompées pour épuration. Ce mur de glace pharaonique, mis en service fin 2016, vise à réduire le débit entrant de la nappe phréatique dans les soubassements des réacteurs et à réduire ainsi les volumes d’eau contaminée.

En 2019, 8 ans après le tsunami et l’accident, le problème a perdu de son acuité. Le temps a passé. Les besoins de refroidissement des cœurs des réacteurs endommagés ont beaucoup décru et avec eux la quantité d’eau à injecter (la chaleur dégagée à 8 ans d’âge est divisée par 10 par rapport à la première année). Les matières radioactives à force d’être lessivées ne comportent plus que des radioéléments insolubles qui contaminent moins l’eau de refroidissement.