LE RETRAITEMENT DU COMBUSTIBLE NUCLEAIRE USÉ   (fiche n° 7)

Cette phase, essentielle, du Cycle du Combustible a résulté d'un choix politique national, en conformité avec des principes de sûreté et d'économie grâce à la maîtrise d'un procédé dont les moyens techniques étaient qualifiés et disponibles.

1. OBJECTIFS        
La Loi de juillet 1975, modifiée en 1992, définit le déchet ultime comme un déchet qui n'est plus susceptible d'être traité dans les conditions techniques ou économiques du moment, notamment par extraction de la part valorisable et/ou par réduction de son caractère polluant ou dangereux.
Cette même loi précise deux principes clés :
1. " Responsabilité du producteur ou du détenteur pour l'élimination des déchets.
2. " Contrôle par l'Administration.
Et fixe deux objectifs principaux :
3. " Prévenir ou réduire la production et la nocivité des déchets
4. " Valoriser les déchets par réemploi, et recyclage, pour obtenir des matériaux réutilisables ou de l'énergie.
Pour répondre à ces objectifs, un procédé industriel de génération d'énergie en grande quantité exige donc, outre la disponibilité d'un élément énergétique et d'une machine de génération d'énergie, des procédés de diminution de la production de déchets, de leur valorisation et de réduction de leur caractère polluant ou dangereux.
Le Retraitement des Combustibles Nucléaires Usés est une technologie industrielle qui répond à cette dernière exigence par récupération des matières énergétiques, uranium et plutonium et, par transformation des produits de fission et d'activation formés lors de la libération d'énergie dans les réacteurs, en déchets ultimes compatibles avec un mode de stockage.
Pour être plus précis, il faut avoir à l'esprit que, si un élément combustible neuf de réacteur à eau ordinaire équivaut en énergie à 50.000 tonnes de charbon, ce même élément dit "usé" représente encore à sa sortie du réacteur l'équivalent de 15.000 tonnes de ce charbon.
Le retraitement assure également le tri parmi les matières non réutilisables (produits de fission et éléments de structures mécaniques activées de l'élément combustible). Ce tri permet de réduire d'un facteur 5 le volume final de déchets.
Cette opération extrayant la quasi totalité du plutonium des résidus, réduit également, d'une manière significative (facteur 10), la radiotoxicité des déchets.
Cette dernière démarche répond aux contraintes de la Loi de 1995 (dite Loi BARNIER), concernant "le principe de précaution" et correspond ainsi également à la recommandation internationale de radioprotection, universellement connue sous le nom de "Principe A.L.A.R.A." (aussi bas qu'il est raisonnablement possible).
Enfin le retraitement permet de répondre positivement à l'article 1 de la Loi de Décembre 1991 (dite Loi BATAILLE) concernant les déchets radioactifs : assurer la gestion des déchets radioactifs de haute activité et à vie longue dans le respect de la protection de la nature, de l'environnement et de la santé, en prenant en considération les générations futures.

2. PROCEDE DE RETRAITEMENT        
Après un demi-siècle d'expérience industrielle continue, la France a fait la preuve qu'elle maîtrise la technologie du retraitement des combustibles usés.
Cette maîtrise a été obtenue par une montée en puissance de cette partie du cycle qui a su s'adapter à l'évolution des éléments combustibles et surtout à l'augmentation du taux d'énergie dégagée dans le réacteur, conduisant à un accroissement des contraintes industrielles.
Le Commissariat à l'Energie Atomique (C.E.A.), puis sa filiale, Compagnie Générale des Matières Nucléaires (Cogema) ont su, dès le début du développement industriel nucléaire français, assurer un retour d'expérience qui a garanti le bon fonctionnement des usines de retraitement de MARCOULE (UP1) puis de la HAGUE (UP2, UP3 et UP2-800).
Sur ces deux sites se sont développées, parallèlement, une recherche et une technologie de maîtrise des déchets qui ont débouché sur la mise au point et l'industrialisation de procédés de réduction de volume, de vitrification et de confinement.
Schématiquement, le procédé de Retraitement est constitué de diverses phases :
1. " Transport, Réception et Entreposage des combustibles usés
2. " Traitements mécanique et chimique des combustibles usés
3. " Conditionnement des matières énergétiques
4. " Conditionnement et entreposage des déchets.

Tous les douze à dix-huit mois environ, chaque réacteur nucléaire procède au remplacement des éléments combustibles usés, soit environ 40 à 60 assemblages. Cette opération conduit à transférer des assemblages (12) dans un conteneur de transport (100 tonnes). Cet emballage est préparé pour l'expédition (fermeture - vidange - séchage - mise sous vide - contrôle d'étanchéité - contrôle de non contamination).
A l'arrivée à l'usine, le conteneur est déchargé et les assemblages combustibles sont entreposés dans des piscines sous eau refroidie et contrôlée en permanence. Les usines UP2- 800 et UP 3 disposent de quatre grandes piscines d'une capacité totale de 14000 tonnes de combustible.
Après décroissance de la radioactivité (5 ans), l'assemblage combustible est introduit dans une cellule de démantèlement et de cisaillage mécanique. La matière nucléaire (oxyde d'uranium) contenue dans les morceaux de gaines cisaillées est dissoute dans de l'acide nitrique. Les éléments de structure de l'assemblage (pieds et têtes) et de gainage de la matière fissile (coques) débarrassés des traces de matières nucléaires constituent des déchets.
La solution nitrique contenant la matière nucléaire est traitée suivant un procédé chimique. Ces opérations relativement complexes conduisent à la séparation des matières énergétiques (uranium et plutonium) des déchets (produits de fission).
En fin d'opération l'uranium recyclable est disponible en solution de nitrate et le plutonium est conditionné sous forme d'oxyde en poudre dans des conteneurs. Les produits de fission sont entreposés en solution nitrique dans des cuves avant leur vitrification.
La vitrification met en œuvre un procédé continu, développé et exploité depuis 1976 au Centre de Marcoule et sans cesse amélioré. Actuellement la vitrification des produits de fission contenus dans une tonne de combustible usé génère 130 litres de déchets sous forme de verre radioactif coulé dans un conteneur répondant aux prescriptions des organismes de contrôle.
Les autres déchets de procédé (pieds, têtes et coques) sont compactés sous forme de galettes et conditionnés dans un conteneur identique au précédent qui peut recevoir les rebuts métalliques correspondants, dans le rapport de 180 litres par tonne de combustible retraité.
Annuellement 1050 tonnes de combustible Uranium (UOX) sont déchargées des réacteurs EDF et sont mis en décroissance en piscine. Chaque année, également, 850 tonnes de combustibles usés issus de cet entreposage sont retraitées. Mais la quantité de combustible utilisée par les réacteurs diminue au fur et à mesure de l'augmentation de leurs performances. A partir de 2015, l'équilibre entre déchargement et retraitement sera atteint avec une réduction progressive de l'entreposage différentiel.
La situation de l'entreposage des combustibles usés dans les piscines de la Hague a été présentée récemment par les responsables d'EDF et de COGEMA. Sur les 7500 tonnes présentes, en cours de décroissance, 500 tonnes proviennent de pays étrangers. Leur traitement et le retour des déchets et des matières nucléaires à leurs propriétaires font l'objet d'un calendrier contractuel.
Les combustibles Uranium/Plutonium (MOX), actuellement utilisés dans les réacteurs EDF (100 tonnes déchargées par an), font partie des programmes contractuels établis par EDF et COGEMA, sous l'égide de l'autorité gouvernementale.
Enfin il faut rappeler que la capacité de retraitement des usines de la Hague est de 1600 tonnes par an.

3. IMPACT DU RETRAITEMENT SUR L'ENVIRONNEMENT        
Toute installation industrielle a un impact sur l'environnement. Une politique rigoureuse de réduction des rejets radioactifs s'est développée dès les années soixante.
Le principe d'un rejet demeurant dans des limites réglementaires, garantissant l'absence de tout effet décelable sur la santé des populations, a, peu à peu, cédé la place au principe d'A.L.A.R.A. (cf. § 1). Un strict recyclage des produits utilisés ou générés dans les opérations de traitement et une évaluation réaliste et prudente de l'impact par les Organismes de Contrôle (relevant du Ministère de la Santé, du Ministère de l'Environnement et du Ministère de l'Industrie) a eu pour résultat une réduction régulière des rejets dans l'environnement.
Dans ce but, après de nombreuses évaluations antérieures, deux enquêtes récentes sur les modes de vie et de consommation ont été menées par le C.R.E.D.O.C. (Centre de Recherche pour l'Etude et l'Observation des Conditions de Vie), organisme compétent dans ce domaine.
De plus, les Ministères chargés de la Santé et de l'Environnement ont mis en place une commission pour réexaminer les modalités des calculs d'impact à l'exposition à la radioactivité et choisir les méthodes les plus appropriées. En particulier, deux groupes de population les plus exposés aux rejets atmosphériques et aux rejets liquides en mer, ont été identifiés. Pour cela, des hypothèses maximales d'habitudes alimentaires et de séjour ont été retenues (consommation exclusive de produits locaux, activité professionnelle de pêche locale, séjour permanent sous les vents dominants).
La conclusion de ces actions a mis en évidence que l'impact des rejets des Usines de la Hague sur ces groupes de référence les plus exposés représente, pour une année, au maximum 4 millièmes de l'exposition naturelle. Or celle-ci concerne aussi bien toute la population française que ces groupes de personnes.
Enfin, en juillet 1999, le groupe de Radio-Ecologie Nord Cotentin a publié le résultat de ses travaux. Il travaillait dans le cadre du Comité Scientifique pour une Nouvelle Etude de Radio-épidémiologie, créé en 1997, par les ministères de la Santé et de l'Environnement. Dans ses conclusions, il mentionne :"Il est donc peu probable que l'exposition due aux installations nucléaires locales puisse entraîner une augmentation observable en terme d'incidence de leucémie".Ce résultat permet d'écarter une relation causale de cas de leucémie avec les rejets des usines de retraitement pour des jeunes de 0 à 24 ans du canton de Beaumont-Hague comme avait pu le faire craindre une étude, très controversée, publiée par un médecin normand dans un journal spécialisé de Grande-Bretagne.
Les modèles d'exposition des populations utilisées ont pu être validés grâce à plusieurs millions de mesures effectuées régulièrement depuis le tout début des années 60 sur les sites terrestres et marins du Nord Cotentin, par de nombreux laboratoires indépendants les uns des autres.

4. CONCLUSIONS        
Le retraitement des combustibles nucléaires usés est un élément important de la politique énergétique française. Il répond à la fois aux exigences des textes réglementaires sur la protection de l'environnement et la gestion des déchets et au principe de précaution, par une totale et réelle maîtrise du cycle du combustible. Il faut rappeler que les opérations de retraitement sont sous surveillance permanente, administrative et technique, des organismes nationaux, européens et internationaux. Le retraitement assure industriellement un inventaire réel de toutes les matières nucléaires, en particulier du plutonium et des déchets, ce qui ne peut être actuellement le cas du stockage en l'état des combustibles usés.
Il faut souligner que pour un coût voisin de celui du retraitement, le stockage direct des combustibles usés n'est, en fait, qu'une solution d'attente, puisqu'il nécessite tout d'abord un entreposage de "refroidissement" préalable, d'une durée minimale de 50 ans. Le renoncement au retraitement conduit en fait à un non respect des objectifs des textes réglementaires en ne récupérant pas les matières énergétiques et en acceptant de conserver des déchets mélangés présentant une radio-toxicité 10 fois supérieure et un volume 5 fois plus grand.
La récente audition publique qui a eu lieu à l'Assemblée Nationale, organisée par Christian Bataille, rapporteur de l'Office Parlementaire d'Evaluation des Choix Scientifiques et Technologiques, a cependant permis de réaffirmer la mission du Retraitement : Recyclage des matières énergétiques et Maîtrise des déchets.
Enfin, la Commission Nationale d'Evaluation des travaux des acteurs du nucléaire remarque que la bonne gestion des déchets implique le retraitement. Cette position est justifiée par les résultats déjà obtenus par le CEA :
1. " Accroissement de la consommation de plutonium par les réacteurs actuels par développement d'un nouveau combustible nucléaire.
2. " Confirmation de la faisabilité scientifique de la transmutation en produits à vie courte des éléments radioactifs rebutés à vie longue.
3. " Consensus scientifique international sur la durabilité (> 10 000 ans) en stockage profond des déchets vitrifiés actuellement produits.

Nota :
En 1997 deux évènements attirèrent l'attention des médias sur "la conduite de rejets de la Hague".
Le premier a eu pour origine des mesures de rayonnements effectuées par des agents de Greenpeace sur une partie de la conduite marine émergée brièvement lors de la basse mer d'une marée à fort coefficient. Les valeurs d'irradiation annoncées, qui étaient la confirmation de celles mesurées par Cogema correspondaient à une dose de rayonnement, pour un séjour d'une heure sur la conduite, comparable à celles reçues lors d'une radiographie pulmonaire. Ce fait, qualifié de non-événement par le Ministre de l'Industrie, a cependant été classé au niveau 1, le plus bas de l'Echelle Internationale des Evénements Nucléaires (I.N.E.S.) qui en comporte 7.
En juillet 1997, le second événement a été une opération de détartrage de la conduite prévue et préparée depuis un an. Cette intervention menée en partie par des plongeurs et mettant en œuvre un robot a été une réussite technique. Les "évolutions" des représentants de Greenpeace ont néanmoins provoqué quelques retards dans les travaux en gênant inconsidérément les plongeurs. Durant le chantier un léger dépôt de tartre, repris par aspiration, s'est produit localement à l'extrémité de la conduite. Cet incident a été classé au niveau zéro par la Direction de la Sûreté des Installations Nucléaires (donc n'entraînant aucun danger pour le public et les personnes travaillant à cette opération).

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