NUCLÉAIRECycle du combustible

Le traitement et les déchets nucléaires

Le fonctionnement des centrales électronucléaires entraîne la production de combustibles irradiés qui contiennent, d'une part, des produits de valeur en matière fissile (uranium, plutonium) utilisables pour alimenter les futures centrales, et, d'autre part, des déchets radioactifs : produits de fission et transuraniens, mais aussi déchets de structure (tête, pied et gaine de l'élément combustible retraité).

En France, à la sortie du réacteur, les combustibles irradiés sont entreposés en piscine pendant quelques mois afin de permettre la décroissance d'une fraction importante de la radioactivité des produits de fission à vie courte. Puis, la majorité d'entre eux (environ les deux tiers aujourd'hui) sont transportés sur le site de l'usine de traitement de la Hague (Manche) afin d'y être traités après un temps de refroidissement complémentaire (de 3 à 5 ans). Les combustibles restants sont entreposés en piscine dans l'attente de décisions industrielles qui dépendent de considérations technico-économiques sur le recyclage du plutonium et de l'uranium et des résultats des recherches sur les déchets à haute activité et à vie longue.

Les objectifs du traitement

Séparer les divers radionucléides présents dans les combustibles nucléaires usés relève pour l'essentiel d'un double objectif : il s'agit, d'une part, de récupérer, pour les recycler, les éléments valorisables – qui peuvent constituer une proportion essentielle de la matière présente et présenter un potentiel d'énergie significatif – et, d'autre part, de dégager, pour ce que l'on considérera comme le déchet ultime, la ou les solutions qui apparaissent les plus appropriées (en particulier au regard des considérations de sûreté).

Le traitement des combustibles nucléaires usés, tel qu'il est aujourd'hui mis en œuvre en France, procède d'une telle stratégie (fig. 1) : l'extraction et le recyclage du plutonium (sous la forme de combustible Mox, combustible mixte d'oxyde d'uranium et d'oxyde de plutonium) sont aujourd'hui une réalité industrielle, et les produits de fission sont pour l'essentiel concentrés et conditionnés sous la forme de blocs de verre dont il est établi qu'ils peuvent constituer un confinement efficace pour de longues durées. Un tel schéma peut être considéré comme la transposition au domaine nucléaire du concept plus général de préservation des ressources naturelles et de limitation de l'impact sur l'environnement par un recyclage systématique. Il n'est toutefois pas mis en œuvre par tous les pays qui disposent d'un parc électronucléaire. Certains, tels les États-Unis et la Suède, envisagent plutôt le stockage en l'état du combustible usé, au regard de diverses considérations d'ordre économique, technique, politique (non-prolifération).

Le devenir des déchets ultimes fait l'objet de recherches importantes. En France, la loi du 28 juin 2006 énonce à cet égard deux principes : celui de la recherche d'une réduction du déchet ultime par le recyclage (validant la stratégie du traitement telle qu'elle est mise en œuvre aujourd'hui, mais ouvrant aussi la voie à des options peut-être plus poussées dans lesquelles on sépare d'autres radionucléides que le plutonium et l'uranium) ; celui d'un stockage réversible en couches géologiques profondes comme la solution de référence pour les déchets ultimes (cf. nucléaire - Les déchets nucléaires). Cela donne deux axes essentiels pour la poursuite des recherches, un troisième concernant l'entreposage temporaire des déchets et matières (facteur de flexibilité dans les modes de gestion).

Les combustibles nucléaires usés

L'essentiel des combustibles nucléaires usés provient de l'irradiation, dans les réacteurs électronucléaires, de pastilles d'oxyde d'uranium enrichi (et aujourd'hui aussi, pour partie, d'oxyde mixte d'uranium et de plutonium). En France, du parc des 58 réacteurs de la filière à eau pressurisée qu'exploite E.D.F., et qui fournit de l'ordre de 450 TWh par an – soit les trois quarts de la consommation électrique du pays –, on décharge annuellement de l'ordre de 1 150 tonnes d'uranium irradié.

La composition du combustible a évidemment évolué au cours de l'irradiation en réacteur pour aboutir, au moment du déchargement, à la composition moyenne suivante :

– de l'ordre de 95 p. 100 d'uranium résiduel ;

– environ 1 p. 10 [...]

1  2  3  4  5 …
pour nos abonnés,
l’article se compose de 11 pages

Médias de l’article

Opérations conduisant au retraitement ou au stockage des déchets radioactifs de catégorie A, B et C
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Le cycle du combustible
Crédits : CEA

dessin

Usines d'enrichissement dans le monde
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Diffusion gazeuse : Tricastin
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Afficher les 12 médias de l'article