Gérer les déchets nucléaires : mission impossible ? (1/2) - Osons Comprendre
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Gérer les déchets nucléaires : mission impossible ? (1/2)

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Les déchets nucléaires font peur. Radioactifs pour très longtemps, ces déchets représenteraient un fardeau et un risque pour les générations futures. Mais qu'en est-il vraiment ? Cette vidéo fait le tour des problèmes que posent, aujourd'hui, les déchets nucléaires en France.

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Points clés

  • Quand on pense à l’énergie nucléaire, les déchets radioactifs sont un des points qui génère le plus de peurs. En France, la majorité des déchets radioactifs provient de la production d’électricité. Les secteurs de la recherche, de la défense, du médical ou encore certaines autres industries manipulent également la radioactivité et génère aussi des déchets nucléaires.

 

  • Tous les déchets radioactifs ne sont pas également compliqués gérer. On classe les déchets nucléaires selon deux grands critères : leur danger – à quel point ils sont radioactifs – et pendant combien de temps ils vont rester dangereux : quelques mois, quelques années, ou pendant beaucoup plus longtemps.

 

  • 97% des 1,6 millions de mètres cubes de déchets radioactifs répertoriés en France en 2018 concentre moins de 0,2% de la radioactivité.

 

  • Parmi ces déchets les moins compliqués à gérer, on a les déchets de très faible activité. Ces derniers représentent un tiers du volume total et, parfois, ne sont pas radioactifs du tout. En France, on pourrait en recycler une partie si on fixait, comme la plupart des autres pays, un seuil minimum de radioactivité au lieu de les considérer, d’office, sans prendre aucune mesure, comme des déchets “radioactifs” parce qu’ils sont produits par des industries qui manipulent la radioactivité.

 

  • Toujours dans cette catégorie, on retrouve les déchets de faible et moyenne activité à vie courte. Ces derniers représentent la majorité du volume de déchets nucléaires répertoriés fin 2018. Ces déchets “à vie courte” ne seront pratiquement plus radioactifs dans, au plus tard, 300 ans. Ils sont gérés avec plus de précautions mais sans grand problème technique. Ces faibles doses de radioactivité sont contenues aisément avec du béton.

 

  • Enfin on a les déchets peu radioactifs mais qui le restent longtemps. Ces déchets de faible activité à vie longue ne sont plus produits à l’heure actuelle et leur stock limité ne posent pas non plus de problèmes de gestion insurmontables.

 

  • Ces trois catégories là , c’est les 97% du volume de nos déchets radioactifs qui ne posent pas de grand problème. Les 3% qui restent, par contre, concentrent 99,8% de la radioactivité. Ces déchets là sont très compliqués à gérer. Il s’agit des déchets de moyenne et de haute activité à vie longue, Ces déchets sont très radioactifs et le sont pour très longtemps.

 

  • Un colis de haute activité, vitrifié et enrobé d’acier, exposerait quelqu’un qui se tiendrait à 1 m sans protection  à 126 Sievert par heure, une dose astronomique, qui tue en 2 minutes. Mille ans plus tard, la dose reçue dans les mêmes conditions chute à 4 millisievert de l’heure. Cette dose n’est plus du tout létale mais il ne faudrait pas pour autant habiter toute l’année à côté de ce colis.

 

  • Si le danger d’une exposition externe à la radioactivité décroît relativement vite, ce n’est pas le cas des contaminations radioactives. Inhaler ou ingérer des poussières de colis de haute activité reste extrêmement dangereux sur des périodes très longues. Même au bout d’un millénaire, il suffit de respirer ces poussières une seconde pour recevoir une dose mortelle de radiations.

 

  • Aujourd’hui, ce danger est maîtrisé. Ces déchets dangereux sont très bien confinés et le risque qu’ils font courir, aux travailleurs du nucléaire comme à la population générale, est quasiment nul. Ils sont stockés en surface dans des conditions contrôlées en attendant qu’on leur trouve une solution sur le très très très long terme.

Sources et références

D’où viennent les déchets nucléaires ?

 

Les déchets radioactifs, ainsi que nous l’enseigne l’inventaire de l’ANDRA (p.15), proviennent en majorité de l’électronucléaire, des 56 réacteurs nucléaires répartis dans 18 centrales sur le territoire qui fournissent plus de 70 % de notre électricité.

La recherche sur le nucléaire (p.39), elle recouvre plein de travaux différents, tant civils que militaires, sur des domaines extrêmement variés.

 

Les déchets nucléaires de la défense (p.39) viennent évidemment du programme atomique, la production des bombes, les missiles etc. Mais ils viennent aussi des sous-marins dits nucléaires parce que propulsés par l’électricité générée par une mini centrale nucléaire.Le but ? Pouvoir tenir plus de 2 mois sans refaire le plein et, donc, rester indétectable sous l’eau à l’insu de l’ennemi. D’ailleurs, il n’y a pas que les sous-marins qui sont alimentés par une mini centrale nucléaire, c’est le cas aussi du porte avion Charles De Gaulle.

 

Les déchets nucléaires de l’industrie non électrique (p.39), peuvent venir d’industries qui utilisent la radioactivité, notamment pour stériliser, pour contrôler des soudures ou des pièces manufacturées. Ils viennent aussi d’industries qui, sans utiliser les propriétés de la radioactivité, manipulent des matières faiblement radioactives. Il s’agit là surtout des industries minières, sidérurgiques ou de la fabrication d’engrais phosphatés.

 

La santé utilise la radioactivité pour l’imagerie médicale et pour soigner. La radiothérapie dont vous avez peut-être déjà entendu parler pour soigner des cancers, c’est du rayonnement radioactif ciblé sur une tumeur. On en parle dans notre vidéo sur la radioactivité du quotidien.

 

 

Les deux critères pour classer les déchets nucléaires

 

Tous les déchets nucléaires ne se ressemblent pas. L’ANDRA, l’agence nationale publique qui gère nos déchets nucléaires, classe les déchets en fonction de deux paramètres (p.17) : leur danger et la période radioactive, alias la “durée” du danger.

Le premier critère, le danger, se comprend très bien : il s’agit du niveau de radioactivité émis par le déchet en question. Le second en revanche, la période radioactive, mérite qu’on s’y attarde.

 

La période radioactive désigne la période nécessaire pour que la radioactivité d’un élément soit divisée par deux. En France, les déchets nucléaires à vie courte sont ceux dont la période radioactive est inférieure à 31 ans. Au bout de 31 ans la radioactivité présente sera divisée par deux, au bout de 10 périodes radioactives – c’est-à-dire de 310 ans – la radioactivité est divisée par plus de 1000 ! Les déchets “à vie courte” sont les déchets dont la radioactivité sera négligeable, au maximum, après 300 ans.

 

 

Des ordres de grandeur

 

Pour réfléchir aux problèmes posés par les déchets nucléaires, nous proposons de distinguer deux groupes de catégories de déchets : les déchets “compliqués à gérer” et les déchets “pas compliqués à gérer”.

Un déchet peu radioactif ou radioactif peu de temps pose beaucoup moins de problèmes de gestion qu’un déchet très radioactif pour très longtemps.

 

Que représentent ces deux groupes de déchets ? 

 

Les déchets “pas compliqués à gérer”, ils ne concentrent que 0.171 % de la radioactivité totale somme, page 15, des déchets TFA, FMA-VC et FA-VL). Ils sont donc, vraiment, beaucoup moins radioactifs que le déchets “compliqués à gérer” qui, vous l’avez compris, concentrent eux 98.29 % de la radioactivité totale (somme, page 15, des catégories MA-VL et HA).

 

Quels volumes de ces déchets avons-nous à gérer ?

 

Le premier groupe, les “pas compliqués”, représentait fin 2018, plus de 97 % du volume total des déchets nucléaires soit, exactement, 1 595 700 m3 (somme, page 14, des déchets TFA, FMA-VC et FA-VL).  Le second groupe, les déchets “compliqués”, représentait fin 2018 3 % du volume total soit, exactement 46 880 m3 (somme, page 14, des déchets MA-VL et HA).

Les voici représentés en jolis cubes, à côté du stade de France. Le cube blanc, de 116 mètres de côté, représente les déchets “pas compliqués” alors que le cube vert, de 36 mètres de côté, représente lui les déchets beaucoup plus radioactifs.

 

L’idée de cette représentation des volumes de déchets nucléaires en cube nous vient du Twittos Laydgeur. Il propose des fils Twitter extrêmement intéressants sur le nucléaire et les problématiques énergétiques et climatiques en général. N’hésitez pas à le suivre.

 

 

Les déchets “pas compliqués”

 

Dans cette catégorie nous regroupons les déchets de “Très faible activité” (TFA), de “Faible et moyenne activité à vie courte” (FMA-VC) et les déchets de “Faible activité à vie longue” (FA-VL) du tableau.

Pourquoi ne traitons-nous pas les déchets à “Vie très courte” (VTC) ?

 

Parce que leur période radioactive, inférieure à 100 jours, fait qu’au bout de quelques mois, ces déchets sont aussi peu radioactifs qu’un déchet ordinaire.

Ces déchets, le plus souvent produits par le secteur médical, ne sont pas comptés dans les inventaires des déchets radioactifs. En savoir plus (page 17).

 

Regardons d’abord quels volumes représentent les catégories TFA, FMA-VC et FA-VL.

 

La catégorie la plus importante, les FMA-VC, représente 57.6 % du volume des déchets nucléaires en 2018. Ces déchets “à vie courte”  comportent le plus souvent des éléments radioactifs comme le Césium 137 et le Cobalt 60 dont la radioactivité décroît vite.

Au bout de quelques dizaines années – au maximum 300 ans – ils ne posent plus du tout de problèmes de radioactivité. Ce qu’on regroupe sous cette catégorie c’est surtout des objets contaminés lors de la maintenance (des gants, des blouses, des outils), des résidus de traitement des eaux et des gaz, quelques pièces ou consommables utilisés par la recherche et certains composants du démantèlement des centrales. En savoir plus ici (page 16).

 

L’autre catégorie représentant un important volume, c’est les déchets TFA. Ces déchets de très faible activité représentent un gros tiers (34 %) du volume total. Ces déchets ont un niveau de radioactivité proche de la radioactivité naturelle. Il s’agit surtout de gravats, de ferrailles, de plastiques et de terres issus des sites nucléaires de tous types. Ces déchets – du fait de leur très faible radioactivité – peuvent être considérés comme des déchets quasiment ordinaires. En savoir plus (page 16).

 

Enfin, dernière catégorie par le volume (5.7 % du total), les déchets de “Faible activité à vie longue”. Ces déchets FA-VL ne sont plus produits aujourd’hui. Ils proviennent pour l’essentiel du démantèlement des anciens réacteurs français au graphite mais aussi d’anciennes industries utilisant le radium. On trouve, parmi ces déchets des objets du quotidien : des montres et réveils contenant du radium et aussi des paratonnerres à l’américium ou au radium radioactifs. En savoir plus (pages 15 et 30).

 

Regardons maintenant comment ces déchets sont aujourd’hui gérés.

 

Les déchets TFA sont aujourd’hui conditionnés puis entreposés dans une décharge à peine particulière de l’ANDRA, le CIRES, située dans l’Aube, à côté de la Haute-Marne.

Certaines voix questionnent le fait que tout colis de déchets peu risqués provenant d’unités utilisant la radioactivité soit automatiquement considéré comme déchet de “très faible activité” sans aucune mesure du niveau de radioactivité. Ce choix de gestion conduit à écarter des tonnes de gravats, terres, ferrailles des filières de recyclage au prétexte d’une radioactivité nulle ou négligeable.

La France fait figure d’exception dans le monde avec cette gestion “indistincte” des déchets TFA. Les autres pays établissent un “seuil” – et donc une mesure – de radioactivité minimale pour considérer un déchet comme “radioactif”. Si un déchet est en-dessous de ce seuil, il peut être recyclé, comme tout déchet ordinaire. En savoir plus sur ce débat dans les 30 premières pages de ce rapport (les faire défiler à la main, la pagination du pdf est lacunaire).

 

Les déchets FMA-VC sont plus radioactifs que les précédents et doivent être gérés avec plus de précaution.

Ils sont aussi gérés par l’ANDRA et sont stockés juste à côté du site qui gère les TFA, toujours dans l’Aube à côté de la Haute Marne. Par le passé, ils étaient entreposés dans un autre site situé dans la Manche, fermé depuis 1994.

Pour contenir leur radioactivité, les déchets FMA-VC sont d’abord conditionnés dans des fûts. Chaque fût contient 20 % de déchets et 80 % d’enrobage béton (p.10). Ensuite ces fûts sont superposés par l’ANDRA dans un ouvrage en béton puis ensevelis sous des graviers ou une dalle de béton. On le voit, la grande solution pour confiner ces déchets est loin d’être extraordinaire : c’est du béton.

Comme la radioactivité totale de tous les fûts entreposés sur le site de l’ANDRA est assez importante, il importe de bien surveiller et contrôler les éventuelles infiltrations d’eau qui éroderaient les colis et en charrieraient la radioactivité. A cette fin, un dispositif de recueil des eaux a été construit sous le site de stockage. En savoir plus sur le site de l’ANDRA.

 

Les déchets FA-VL sont pour le moment gérés “à minima”. Ils ne sont pas centralisés en un lieu et restent sur les vieux sites de production. L’ANDRA a été chargée de superviser la dépollution de ces sites.

Comme ces déchets vont rester radioactifs pendant des centaines des milliers d’années il faudra bien organiser leur gestion sur le long terme. C’est un des grands chantiers du Plan national de gestion des matières et déchets radioactifs qui a donné lieu à un débat public en France en 2019. Pour le moment deux options sont sur la table : un stockage souterrain peu profond – toujours dans l’Aube – OU faire carrément éclater la catégorie : en mettre une partie avec les FMA-VC et une autre avec les MA-VL que nous allons étudier plus bas. (En savoir plus : pp 80-85 du compte rendu).

 

 

Les déchets “compliqués” à gérer.

 

Les déchets compliqués à gérer sont les déchets très radioactifs pour très longtemps. Ils regroupent les deux dernières catégories du tableau : les déchets de “Moyenne activité à vie longue” (MA-VL) et les déchets de “Haute activité” (HA).

Les déchets MA-VL représentent 2.6 % du volume total des déchets et les déchets de HA seulement 0.24 %. Par contre, ces catégories concentrent 98.29 % de la radioactivité. (Pages 15-16)

 

De quoi sont composées ces dernières catégories de déchets ? 

 

Les déchets de MA-VL c’est, typiquement, les gaines, les coques et les embouts utilisés autour du combustible des centrales nucléaires, c’est aussi les barres de contrôle des réacteurs une , ça peut être également des outils ou équipements de maintenance très exposés ainsi que, minoritairement, certaines boues de retraitement des combustibles.

 

Les déchets de HA proviennent directement des combustibles usés dans les réacteurs nucléaires. Attention, en France, tout le combustible usé n’est pas un déchet.

On recycle l’uranium et le plutonium des barres de combustible pour en refaire du combustible. “recyclé. Le combustible recyclé peut être ou du MOX  – mélange uranium/plutonium recyclé – ou de l’URE – de l’uranium de retraitement enrichi. La France a utilisé l’URE jusqu’à 2013. Il est prévu d’en reprendre l’usage autour de 2022-2023 (p.3).

Ces combustibles recyclés MOX et URE permettent déjà à l’industrie nucléaire française d’économiser entre 10 (MOX uniquement) et 25 % (MOX + URE) de ressources minières d’uranium et de diviser le volume des déchets à stocker par 5 !

L’uranium et le plutonium destinés au recyclage forment les “matières radioactives”, à ne pas confondre avec les déchets radioactifs.

Ce qu’on compte comme déchets HA c’est, 4 % des barres combustibles (p.4), ce qu’on ne peut pas recycler et dont on ne fera jamais rien.

 

Comment ces déchets MA-VL et HA sont-ils gérés ? 

 

Les déchets MA-VL sont le plus souvent compactés et conditionnés dans des conteneurs en inox. Certains colis sont aussi conditionnés en étant mélangés avec du bitume, du ciment ou de la résine. Une fois conditionnés dans leurs conteneurs, les déchets MA-VL sont stockés en surface dans des installations de surface dans les usines d’Orano de la Hague en Normandie ou dans les laboratoires de recherche du CEA à Marcoule ou à Cadarache dans le sud de la vallée du Rhône

 

Les déchets HA, c’est-à-dire les“déchets ultimes du combustible”, une fois qu’ils ont bien refroidi, on les “vitrifie”. On les coule sous la forme de verre extrêmement résistant (une sorte d’obsidienne ou de verre volcanique) qu’on enferme ensuite dans une coque d’acier inox.

Aujourd’hui, ces colis vitrifiés hyper dangereux sont entreposés des bâtiments de l’usine Orano de La Hague. Ils sont proprement isolés afin d’éviter toute contamination.

 

Quels dangers représentent les colis de déchets MA-VL et HA ? 

 

Pour connaître le danger des colis MA-VL et de HA pour l’être humain, il faut consulter un rapport spécifique de l’IRSN de 2017 sur cette question.

Dans ce rapport, l’IRSN imagine deux scénarios d’exposition à des colis MA-VL et HA typiques. Le scénario dit “Axe 1” estime l’impact du rayonnement externe sur l’être humain en calculant la dose horaire reçue en se tenant à un mètre du colis en question. En savoir plus page 49.

Le scénario dit “Axe 2” estime l’impact d’une exposition interne à la radioactivité en calculant la dose horaire reçue par quelqu’un qui inhalerait des poussières de colis MA-VL et HA pulvérisé dans l’air ambiant. En savoir plus page 50.

Dans le tableau suivant, nous restituons les valeurs données par l’IRSN en les convertissant en Sievert ou miliSievert par heure.

Nous tenons la dose de 500 mSv/heure à proximité du pire colis MA-VL (colis compacté Hague) d’un entretien avec la personne responsable des filières de déchets à l’ANDRA.

Se tenir à 1 m d’un colis HA vitrifié typique expose à 126 Sv/ heure ! C’est 2 Sv par minute. En 2-3 minutes, vous avez 1 chance sur 2 de mourir. Avec les déchets de HA, on parle de déchets extrêmement dangereux. Les colis MA-VL typiques sont moins dangereux : une heure à côté équivaut à une dose de 25 mSv soit un gros examen médical.

La radioactivité décroit assez vite dans le scénario “Axe 1”. En revanche, si on inhale des poussières de ces colis pulvérisés (Axe 2), le danger reste immense, même dans un millénaire.  Aujourd’hui, inhaler des poussières d’un colis HA, c’est 23400 Sv par heure, ça vous tue en 1 seconde,  dans 100 ans c’est 9620 Sv  et dans 1000 ans toujours 238 Sv par heure. Dans 1000 ans, ces poussières vous tueront toujours en un peu plus d’une minute.

 

On comprend donc l’importance de gérer ces déchets dangereux sur le long terme. Nous aborderons cette question dans une prochaine vidéo.