Déchets nucléaires : Différence entre versions

Version du 28 octobre 2012 à 18:16

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Les déchets nucléaires sont les déchets issus de l'exploitation de l'énergie nucléaire civile (81%), militaire (11%) et d'autres applications civiles, médicales notamment (8%).

Le lecteur pourrait trouver intérêt à préalablement consulter le court article sur la radioactivité.

Déchets produits en aval

Déchets à haute et moyenne activité à vie longue (HAVL/MAVL)

Les HAVL sont des déchets issus du cœur du réacteur. Ils présentent une très haute radioactivité et resteront actifs pour des centaines de milliers ou des millions d'années même si, après quelques milliers d'années, ils deviendront des FAVL. La France en produit 1150 tonnes par an (l'EPR devrait réduire ce volume) et ils concentrent 95% de la radioactivité totale des déchets du nucléaire. Il s'agit typiquement d'uranium et de plutonium, et de produits de fission (krypton, baryum, etc). Ces déchets sont évidemment extrêmement dangereux.

Après plusieurs mois passés en refroidissement, on sépare les composants (uranium, plutonium, etc). Certains sont recyclés en MOX, le reste est vitrifié : ils sont fondus et mélangés à du verre (à base de bore), puis refroidis pour se solidifier. Enfin, ils sont recouverts d'un revêtement en acier. L'intérêt de cette méthode est que le verre ainsi produit peut résister à toutes sortes d'agressions : chaleur, inondation, radiations, etc. Par ailleurs, il possède une durée de vie de dizaines ou centaines de milliers d'années. Pour l'heure, ces déchets vitrifiés sont stockés sous l'usine de retraitement, à la Hague ou à Marcoule, ce qui n'est qu'une solution temporaire qui pose des problèmes de sécurité en attendant le choix d'un site de #stockage géologique en couches profondes.

Quant aux MAVL, il s'agit de déchets ayant été en contact proche avec le cœur du réacteur, telles que les coques des pastilles d'uranium. Ils représentent, en France, 850 tonnes de déchets par an et concentrent 4% de la radioactivité totale des déchets du nucléaire. Leur retraitement est assez simple puisqu'ils sont compactés et stockés dans des conteneurs de même forme que ceux des déchets vitrifiés. La question de leur gestion sur le long terme demeure elle aussi en suspens.

Déchets de faible et moyenne activité à vie courte (FMA-VC)

Il s'agit principalement d'outils utilisés en contact avec le nucléaire. La France en produit plusieurs milliers de tonnes par an et leur dangerosité est faible, comparable à celle de déchets chimiques mineurs. Leur durée de nocivité est inférieure à 300 ans (demi-vie inférieure à 30 ans). L'essentiel de ces déchets peut être manipulé sans protection particulière.

Leur conditionnement est en général sommaire : stockage dans des conteneurs ou (pour les liquides, en cas de risque de réaction chimique, pour ceux ayant une activité radioactive moyenne, etc) coulés dans des matrices. Certains peuvent même être stockés tels quels (grandes pièces métalliques par exemple). Les matériaux utilisés peuvent être l'acier (ordinaire ou allié), certains ciments, du bitume, des résines. Ces futs sont finalement stockés dans des lieux de stockage dédiés, principalement dans la Manche et l'Aube. Dans le premier site, aujourd'hui plein, les futs étaient entreposés à même la terre puis recouvert d'un tumulus de terre. Dans ce second site, des casemates en béton sont coulées, puis remplies avec des futs de déchets et enfin inondées de béton. Les industriels recherchent actuellement de nouveaux sites ce qui, bien sûr, suscite en général beaucoup d'opposition au niveau local.^[1].

Déchets à très faible activité (TFA)

Il s'agit là de tout ceux qui ne présentent pas d'activité radioactive particulière mais se sont trouvés en contact avec une installation nucléaire, tels que les déchets de démolition des bâtiments des centrales démantelées. Cela représente plusieurs dizaines de milliers de tonnes par an. Jusqu'à il y a peu, la France faisait figure d'exception puisqu'elle imposait pour ces déchets un stockage particulier, sur les mêmes sites que les FMA-VC. Désormais, ces déchets vont être banalisés et recyclés vers les industries conventionnelles.

Déchets produits en amont

L'analyse du cycle de vie impose de prendre en compte les activités en amont de l'exploitation. Beaucoup de déchets de cette catégorie sont considérés comme de faible activité à vie longue (FAVL) et sont éparpillés sur de très nombreux sites, notamment dans les anciennes mines d'uranium.

Extraction minière

L'extraction du combustible dans les pays exportateurs (Canada, Niger, Australie, etc) est une activité minière, qui réclame bien sûr l'extraction de centaines de milliers de tonnes par an (52 millions de tonnes^[2] à ce jour pour l'industrie nucléaire française) dont, pour l'essentiel, des FAVL. Ces déchets sont comparables à ceux résultant d'autres activités minières (pour les combustibles fossiles notamment) bien que le problème de la radioactivité y soit plus important.

Concentration et enrichissement du combustible

L'usine de Malvesi (près de Narbonne) a pour charge de concentrer l'uranium et produire les yellow cakes. Cette activité génère le rejet de 60.000 tonnes par an de boues FAVL contenant de l'uranium^[3]. Cette usine est à ce titre responsable de 91% des déchets industriels de la région.

Ces yellow cakes sont ensuite expédiés à Bessines, dans le Limousin, afin d'enrichir l'uranium. Il en résulte plus d'une dizaine de milliers de tonnes par an d'uranium appauvri, un produit toxique qui peut toutefois être utilisé dans l'armement en raison de sa grande dureté, ou recyclé en combustible MOX. Toutefois, la production semble surpasser la demande, ce qui le classerait alors comme déchet non-valorisable.

Stockage géologique en couches profondes

Le stockage géologique en couches profonde consiste à enfouir les déchets radioactifs à haute ou moyenne activité à plusieurs centaines de mètres sous le sol, dans des couches géologiques considérées comme appropriées. En 1991, en France, la loi Bataille organise les recherches sur l'avenir du stockage des déchets et lance un programme de recherche. En 2006, les conclusion de ce programme mènent à opter pour le stockage géologique en couches profonde (certaines associations, telles que le Réseau Sortir du nucléaire, affirment que les recherches étaient biaisées, treize des quinze articles originels portant sur l'enfouissement), entériné par une loi qui fixe les modalités (techniques et démocratiques) de recherche d'un site approprié avant 2015 où le site et l'organisation retenus devront être adoptées par le Parlement.

Réversibilité du stockage

Dans un site géologique adapté, on creuse des galeries à plusieurs centaines de mètres sous terre, généralement dans une couche argileuse ou granitique très peu perméable. On parle de stockage réversible, dans deux sens différents :

• Initialement (pendant 150 ans dans le projet américain), le site ne serait pas clos, ou seulement partiellement, permettant d'y acheminer de nouveaux déchets mais aussi de surveiller périodiquement l'évolution du site afin de corroborer les prédictions et éventuellement de faire machine arrière, y compris si des avancées technologiques venaient à permettre une meilleure solution ou si ces déchets présentaient à l'avenir un intérêt économique.
• Dans un second temps, le site serait clos, principalement avec de l'argile bentonite (une argile qui se dilate lorsqu'elle est exposée à l'eau, permettant une bonne imperméabilisation même au cas où la surface serait recouverte d'eau) et les vides entre les structures et les parois rocheuses, colmatés. Toutefois, cette fermeture serait réalisée de telle façon qu'il soit ultérieurement possible d'excaver le site sans que ces travaux ne compromettent sa sécurité.

Triple barrière et dilution des rejets

Le plus grand ennemi du confinement des déchets est l'eau. Plus exactement l'eau qui circule, même à travers les couches imperméables où elle n'est que moindrement présente et son cheminement ralenti (dans certaines couches la vitesse de circulation est de l'ordre du centimètre par siècle). C'est principalement en réponse à ce danger qu'a été élaboré le concept de triple barrière.

La première barrière est celle du conditionnement des déchets. Ceux à haute activité ont par exemple été vitrifiés et présenteraient une durée de vie de dizaines ou de centaines de milliers d'années. Il sont également ceints d'une barrière métallique. L'ensemble serait placé dans une structure composée de ciment et de bentonite, qui forme la seconde barrière. Enfin, la couche géologique elle-même forme la troisième barrière.

La première et la seconde barrière sont évidemment temporaires : alors que certains déchets ont une durée de vide de centaines de milliers, voire de millions d'années, ces barrières sont loin de pouvoir durer aussi longtemps. Elles ne sont en fait là que pour retarder le processus : les éléments ayant la plus haute activité sont aussi ceux ayant la durée de vie la plus courte (une haute activité signifie un grand nombre de désintégrations par seconde). Après un millier d'années, seuls resteront les éléments dits "transuraniens", les plus lourds, qui ont une faible activité et une très longue durée de vie. A ce stade, le conditionnement des déchets (la première barrière) serait encore quasiment intact.

Resteraient donc la première et la troisième barrière, et des déchets à faible activité mais cancérigènes. Le danger maintenant est l'eau : celle-ci va très lentement attaquer le conditionnement, les déchets restants disparaissant au fil du temps (comme on lèche une glace), ce qui prendra plusieurs dizaines de milliers d'années. Pendant ce temps, l'eau charriera ces déchets en poursuivant sa route au travers de la couche imperméable où elle mettra plusieurs dizaines ou centaines de milliers d'années à retourner dans l'environnement. Non seulement cela opérera une dilution mais, de plus, le temps permettra aux déchets de perdre leur radioactivité. La sécurité du site n'est donc pas assurée via un enfermement parfait, ad vitam æternam mais bien plutôt sur une décroissance progressive de la radioactivité avec le temps ainsi qu'un lent rejet, dilué dans le temps, de façon à être sans conséquences pour l'environnement.

Choix technique du site

En termes techniques, le choix du site est délicat. Outre les aspects d'imperméabilité déjà mentionnés, le site doit rester stable sur plusieurs millions d'années. Cela est reconnu comme possible car il existe de nombreux exemples naturels de confinements géologiques restés stables durant des milliards d'années (y compris des gaz et des ressources fossiles), notamment celui d'un réacteur nucléaire naturel à Oklo, au Gabon, qui resta en activité pendant plusieurs centaines de millénaires, émettant une puissance moyenne de 100kW, durant lesquels l'uranium resta quasiment immobile.^[4]

Parmi les événements auxquels le site doit pouvoir faire face, mentionnons les phénomènes naturels (cycles climatiques, séismes, subsidence, surrection, chute de météorite), les activités humaines (guerre nucléaire, location du site dans un sous-sol ne présentant aucun intérêt potentiel pour l'homme), les défauts de conception des aménagements, etc. La formation hôte doit présenter une grande imperméabilité et un faible gradient de charge hydraulique, y compris au niveau régional. L'enfouissement doit être assez profond pour être peu affecté par les séismes et de façon à ce que la couche superficielle protège les structures d'une glaciation. Enfin, l'ensemble des conditions physicochimiques devront rester compatibles avec le conditionnement des déchets.

En France, l'ASN (autorité de sûreté nucléaire) a établi un guide de sûreté^[5] requérant la démonstration de la stabilité sur au moins dix millénaires en fonction des événements prévisibles et des scénarios envisagés, et vraisemblable sur un plus long terme. La sûreté sera évaluée selon la notion de risques (probabilité d'occurrence multipliée par les conséquences de l'événement) mais pas uniquement, cette notion ne pouvant être satisfaisante dans le cas de conséquences particulièrement graves.

Cela dit, la modélisation de certains phénomènes est complexe et certains paramètres sont très peu, voire pas du tout, connus. La démonstration de la sûreté du site requiert donc de nombreuses expérimentations et de complexes modélisations statistiques et informatiques.^[6] Cela ne pouvant suffire, un programme de surveillance devra être mis en place durant les décennies précédant la fermeture totale du site afin de corroborer les prédictions. Plusieurs associations estiment^[7] que la sûreté du site ne pourra être garantie sur une période suffisamment longue et contestent le principe d'une neutralisation du danger par dilution sur plusieurs millénaires des rejets radioactifs, même si à ce jour les connaissances sur la radioactivité semblent conclure sur l'innocuité de cette méthode.

Aspects démocratiques et oppositions

Outre l'aspect technique du choix d'un site, le problème interroge également la démocratie. En France, la loi du 28 juin 2006^[8] prévoyait des consultations populaires sous l'égide de la Commission Nationale du Débat Public, concernant le projet lui-même et ses modalités. Mais celles qui ont été menées ont toutes abouties à un rejet par les populations concernées, en général avec des scores élevés. Le Réseau Sortir du nucléaire pointe^[9] plusieurs irrégularités : certaines consultations n'ont jamais été organisées, l'absence de débats contradictoires, la présentation des projets comme "sites de recherche" alors qu'il s'agirait de projets d'enfouissement. Qui plus est, si l'Andra privilégie les collectivités territoriales volontaires, les exemples mentionnés par l'agence quant aux sommes que pourraient percevoir ces collectivités seraient sans rapport avec celles qu'elles toucheraient réellement (sites de différentes natures).

Dès lors, l'Andra pourrait en définitive se rabattre sur le laboratoire déjà installé à Bure, en faisant le site national de stockage pour les déchets radioactifs à haute et moyenne activité. Or, le Réseau Sortir du nucléaire affirme que les observations menées jusqu'ici contrindiquent l'usage de ce site.^[7]

Alternatives

Trois alternatives au stockage ont généralement été évoquées, les deux dernières ayant fait (ou font toujours) l'objet de recherches en France et ailleurs. La première, l'éjection des déchets dans l'espace, notamment le Soleil, a été rejetée il y a longtemps. Non pour des raisons financières (le coût étant dès aujourd'hui raisonnable pour la mince part des déchets les plus problématiques) mais plutôt sécuritaires : il est au quasiment certain qu'au moins un accident se produirait et conduirait à la volatilisation et la dispersion de déchets, ce qui n'est pas acceptable au vu des importantes conséquences humaines et environnementales.

La seconde alternative, l'entreposage temporaire en surface ou sub-surface, correspond peu ou prou à la situation actuelle. Ce ne peut être qu'une solution transitoire en attendant d'hypothétiques avancées technologiques et qui pose des problèmes de sécurité déjà exposés : si les déchets à haute activité de la Hague venaient à être vaporisés et dispersés (attentat par exemple) les conséquences seraient catastrophiques, bien pires que Tchernobyl ou Hiroshima. Bien que le danger existe également avec le stockage en couches géologiques profondes en attendant que le site ne soit clos, le nombre réduit d'allées et venues et la nécessité de passer par un puits réduisent sans doute les risques.

La troisième alternative est la transmutation des éléments à vie longue : tout à fait faisable techniquement, cette piste pose problème notamment en raison de son coût mais aussi de difficultés techniques. La première solution est en effet celle des surgénérateurs : ils posent un risque d'emballement, se sont révélés d'une complexité technique difficile à maîtriser, suscitent le rejet de l'opinion et des mouvements écologistes et anti-nucléaires, et, pour toutes ces raisons, ont connu des destins malheureux dans le passé alors même qu'ils offraient déjà la possibilité de transmuter des déchets. La seconde solution, plus récente, est celle des réacteurs sous-critiques : une source de neutrons à haute énergie (accélérateur à particules ou un hypothétique et futur réacteur à fusion) serait utilisée pour susciter une réaction de fission. Cette seconde solution, moins mâture, serait plus sûre (aucun risque d'emballement) et potentiellement rentable. Mais, en pratique, la seule possibilité actuelle pour cette technologie (un rubbiatron, reposant sur l'utilisation d'un accélérateur à particules) semble avoir tournée court.^[10]

Dans les deux cas, ces solutions restent des défis technologiques incertains et coûteux. De plus, le conditionnement actuel de certains déchets rendrait impossible leur transmutation. Enfin, il s'agirait d'un processus s'étalant sur des décennies, incapable d'éliminer tous les déchets  : à mesure que les éléments à vie longue sont détruits dans la cible et deviennent plus rares, la transmutation de ceux restants prend de plus en plus de temps.^[11] Au bout du compte, l'enfouissement resterait inévitable, la transmutation ne pouvant que réduire, parfois fortement, le volume de déchets.

Éthique

Au vu des alternatives, la solution de l'entreposage temporaire en surface ou sub-surface est prônée par certaines associations anti-nucléaires^[12] mais elle revient à transmettre le problème aux générations suivantes qui n'auront peut-être pas les capacités techniques ou financières (pensons à la fin et la chute de l'URSS et les conséquences qu'elles eurent pour la sûreté nucléaire) ou la volonté politique de gérer le problème. A contrario, le stockage en couches géologiques profonde ne se défausse pas sur nos successeurs tout en leur laissant la possibilité de faire marche arrière. Mais il est vrai aussi que l'on tend vite à oublier ce qui a été mis sous terre et qui semble être un problème réglé. Or, un programme de surveillance demeurerait nécessaire pour vérifier les prédictions concernant l'évolution de ces sites de stockage, qui pourraient se révéler fausses et requérir une intervention. Là aussi, les génération suivantes pourraient faire défaut. Le problème n'est donc pas simple et interpelle tout citoyen, quelles que soient ses opinions sur l'usage du nucléaire pour la production d'électricité.

Enfin, notons que le Réseau Sortir du nucléaire a une attitude paradoxale puisqu'il préconise l'entreposage en surface ou subsurface en attendant de meilleures solutions mais refuse toutes les alternatives envisagées jusqu'ici, même à très long terme : opposition historique à Superphénix, aux recherches sur la fusion ou les réacteurs sous-critiques, ou sur la poursuite d'une filière nucléaire à base de MOX.

Voir aussi

Liens internes

• Énergie nucléaire
• Radioactivité
• Déchets - le cauchemar du nucléaire (film documentaire)

Références

1. ↑ L'enfouissement enterré à Auxon - Liberation.fr
2. ↑ Analyse des dispositions de la nouvelle loi n°2006-739 sur la gestion durable des matières et déchets radioactifs par le Criirad
3. ↑ Compte-rendu de la réunion du CLIC Narbonne-Malvesi
4. ↑ Article de Scientific American : The Workings of an Ancient Nuclear Reactor
5. ↑ Guide de sûreté publié par l'ASN, relatif au stockage définitif des déchets radioactifs en couches géologiques profondes.
6. ↑ Thèse sur l'évaluation probabiliste du risque du stockage de déchets radioactifs par la méthode des arbres d'événements continus.
7. ↑ ^7,0 et ^7,1 Avis du Réseau Sortir du nucléaire contre l'enfouissement des déchets nucléaires
8. ↑ Loi du 28 juin 2006 - texte consolidé par l'Andra (l'agence de gestion des déchets radioactifs).
9. ↑ Avis du Réseau Sortir du nucléaire sur les irrégularités du processus démocratique dans le recherche de sites d'enfouissement.
10. ↑ Article d'Andre Gsponer, paru dans la Gazette Nucléaire, sur l'amplificateur d'énergie de Carlo Rubbia.
11. ↑ Article de World Nuclear — The deep geological repository: an unavoidable and ethically correct solution.
12. ↑ Avis du Réseau Sortir du nucléaire - Déchets nucléaire : ne pas enfouir, arrêter d'en produire.

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