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Les déchets radioactifs et leur gestion
     
Origine des déchets radioactifs
Les différentes catégories de déchets radioactifs
Le devenir ultime des déchets à longue durée de vie (B et C)
Questions et réponses sur la loi de 1991
   
   Origine des déchets radioactifs
     
Lorsqu'un neutron provoque la fission d'un noyau lourd, celui-ci se fragmente en deux morceaux inégaux, en libérant une énergie considérable, et deux ou trois nouveaux neutrons sont aussi éjectés, ce qui permet de propager la "réaction en chaîne". En se ralentissant dans le milieu combustible, les fragments de noyau lui cèdent leur énergie cinétique sous forme de chaleur. Le combustible transmet cette chaleur au fluide de refroidissement "caloporteur" qui la véhicule dans la partie classique de la centrale, où elle est convertie en électricité.
Le malheur, c'est que ces fragments de fission sont très rarement des noyaux stables. Radioactifs, ils se désintègrent plus ou moins vite en d'autres noyaux, souvent eux-mêmes radioactifs, jusqu'à aboutir à des noyaux stables en "fin de chaîne".

La décroissance radioactive peut être très rapide ou très lente. On la caractérise par la "période", temps nécessaire pour que la moitié d'une population donnée de noyaux d'un certain type aient été désintégrés. La période peut aller de fractions de microseconde à des milliards d'années, comme c'est le cas pour les radionucléides "naturels", formés en même temps que les planètes et qui n'ont pas encore disparu : le meilleur exemple est le potassium 4040 K, qui est présent dans notre squelette et constitue la moitié de notre radioactivité naturelle... Car vous et moi sommes radioactifs, mais nous ne sommes pas des "déchets" pour autant. Un noyau stable n'est, au fond, qu'un noyau radioactif dont la période est infinie.
Les résidus de la fission sont les plus "actifs" des déchets nucléaires, mais ils ne sont pas les seuls. Les neutrons ne produisent pas tous des fissions : s'ils sont capturés par des noyaux non fissiles, ceux-ci deviennent "activés" et, en général, radioactifs. Et tout ceci vient s'ajouter aux radionucléides naturels.

Un combustible usé est-il un déchet radioactif ?
 

Un déchet, c'est un produit ou un résidu dont on n'a plus l'usage et dont il faut "disposer" sans créer d'atteinte à l'environnement humain.
 

Dans un combustible "usé", il y a encore plus de 90 % de matière récupérable, recyclable : uranium non brûlé et plutonium produit par une petite partie des neutrons pendant la fission. Si on traite ce combustible usé pour séparer les matières réutilisables des déchets proprementdits, ce que COGEMA fait pour ses clients électriciens dans les usines de La Hague, le combustible usé n'est pas un déchet. En revanche, si on ne sépare pas les résidus radioactifs inutilisables, alors le combustible usé devient un déchet, et l'on doit le gérer en conséquence.
   
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   Les différentes catégories de déchets radioactifs
     

Tous les déchets radioactifs ne sont pas identiques. On les classe selon deux critères :
 le niveau d'activité, c'est-à-dire l'intensité du rayonnement qu'ils émettent, ce qui conditionne l'importance des protections à mettre en place pour se protéger de la radioactivité ;
 la période radioactive des produits contenus, qui permet de définir la durée de leur nuisance potentielle. Pour un isotope donné, ces deux notions sont complètement antinomiques : si un déchet est très actif, il se désintègre très vite, et a donc une courte durée de vie. Ce qui complique un peu les choses est qu'un colis de déchets contient très rarement un seul radionucléide...
On distingue ainsi en général trois catégories de déchets radioactifs.
 Catégorie A
Déchets à vie courte (période inférieure à trente ans) de faible et moyenne activité. Leur radioactivité (ß et γ) sera comparable à la radioactivité naturelle d'ici à trois cents ans. Ils peuvent venir des centrales, mais aussi des hôpitaux, des laboratoires, de l'industrie, etc.
 Catégorie B
Déchets à vie longue (plusieurs milliers d'années et plus) de faible et moyenne activité (α). Exemple : les tronçons de gaines de crayons de combustibles usés, après dissolution du combustible lui-même lors du traitement.
 Catégorie C
Déchets de haute activité, dégageant de la chaleur pendant plusieurs centaines d'années. Ils émettent des rayonnements α, ß et γ Il s'agit soit des combustibles usés non traités, soit des conteneurs de verres issus du traitement et qui incorporent les produits de fission.
Plutôt que de parler en A, B ou C, l'ANDRA et la DGSNR classifient ainsi les déchets, selon la filière mise en oeuvre pour leur gestion à long terme.

 
  Vie courte Vie longue
Très faible activité (TFA) Études en cours
pour réalisation de stockages
Mise en sécurité à l’étude
pour les résidus miniers
Faible activité (FA) CSA Stockage dédié à l’étude
Moyenne activité (MA) Loi de 1991…
Haute activité (HA)  
 
QUELLE QUANTITE ?
 
En France, où l'électricité est aux trois quarts produite par l'énergie nucléaire, les quantités concernées sont les suivantes :
 
   Moins de 1 kg de déchets radioactifs par habitant et par an


Ceci représente 1% de la production annuelle de déchets industriels hautement toxiques (100 kg/ha/an). Ce kilo se répartit ainsi :
 900 g de déchets "A", qui ne contiennentcependant que 5 % de la radioactivité totale ;
 90 g de déchets "B" ;
 10 g (un peu moins) sont de type "C".

Le volume total des déchets A (emballage compris) est d'environ 20 000 m3/an, et ildécroît régulièrement grâce aux efforts des "producteurs". Dûment conditionnés, ils sont envoyés au CSA, Centre de Stockage définitifde l'Aube, où l'ANDRA les dispose dans des cellules de béton qui seront recouvertes de plusieurs mètres de terre. La capacité totale du CSA est de 1 million de m3.

La production annuelle de déchets B et C issus du traitement, à l'usine de La Hague, des combustibles usés des réacteurs français sera bientôt réduite à 1 600 m3/ an, dont moins de 200 de verres. Les déchets B et C sont aujourd'hui entreposés sur place (mais les déchets issus du traitement de combustibles étrangers sont réexpédiés à leurs propriétaires).
     
 © Geluck/Casterman - ©www.geluck.com - Extrait de l'ouvrage "Le Chat" Ph. Geluck/©Casterman S.A
   
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   Le devenir ultime des déchets à longue durée de vie (B et C)
     
UNE SOLUTION QUI SEMBLAIT S'IMPOSER
     
Des débuts de l'énergie nucléaire jusqu'aux années quatre-vingt, tous les spécialistes partageaient une vision commune de la gestion ultime, la "disposition" des déchets haute- ment radioactifs : pour les isoler définitivement de l'environnement humain (on dit aujourd'hui : de la biosphère), on allait les enfouir de façon étanche, à profondeur suffisante, dans une couche géologique stable et avec des "barrières ouvragées" judicieusement agencées. Dans ces conditions, le temps nécessaire pour qu'ils remontent à la surface par migration après corrosion des colis par les eaux souterraines permettrait à la radioactivité de décroître jusqu'à un niveau qui la rende inoffensive, très inférieur au niveau de radioactivité naturelle.
C'est la solution du stockage géologique, qui pouvait concerner soit les déchets vitrifiés soit les combustibles nucléaires usés, suivant que l'onaurait choisi de traiter ou non ces combustibles. Les choses étaient un peu compliquées par la nécessité de raisonner en termes de radiotoxicité plutôt que de radioactivité, et de prendre en compte des scénarios d'intrusion, volontaire ou involontaire, dans un stockage après sa fermeture.

Presque tous les pays dotés de réacteurs étudiaient des variantes de cette même solution, en fonction de la nature géologique de leur sous-sol, et des qualités respectives de la couche envisagée : sel, argile, granite, basalte, etc. Un certain nombre de laboratoires de démonstration avaient été installés sous terre pour étudier sur place les caractéristiques de la couche qui accueillerait les déchets : résistance mécanique, réseau de failles, physico-chimie et vitesse de circulation des eaux souterraines, ainsi que la façon dont le colis modifierait à long terme ces caractéristiques, par sa chaleur ou ses radiations.
     
LA MISSION "BATAILLE"
     
Au cours des années quatre-vingt, considérant que les études théoriques et conceptuelles avaient atteint leurs limites, l'ANDRA (24) a commencé des forages exploratoires sur quatre sites dont le sous-sol paraissait prometteur, en visant quatre couches-hôtes différentes : du sel, du granite affleurant, de l'argile, et du granite sous couche imperméable. Et là, surprise : les populations qui, dans l'ensemble, avaient accepté sans rechigner l'implantation dans leur voisinage de centrales nucléaires, se mobilisèrent contre tout projet de stockage de déchets radioactifs. Démarrée sur le site de l'Ain par les éleveurs de poulardes de Bresse, la contestation s'étendit à deux des autres sites et prit des formes violentes (dynamitage de matériel de forage, affrontements avec la gendarmerie, etc.).
En 1990, le Premier ministre, Michel Rocard, décréta un moratoire immédiat sur toute recherche de site de stockage, et une mission fut confiée au député du Nord, Christian Bataille, pour enquêter et proposer des moyens de sortir de l'impasse. À l'issue de cette mission d'un an où elle sillonna l'ensemble du territoire national, la mission parlementaire identifia une trentaine de communautés qui se déclaraient prêtes, moyennant une indemnité raisonnable, à accueillir un laboratoire souterrain susceptible, si les études se révélaient favorables, de devenir un site de stockage définitif. Le député Bataille présenta également un projet de loi qui fut votée au Parlement le 30 décembre 1991 à l'unanimité moins une abstention.
     
LA LOI SUR LES RECHERCHES DANS LE DOMAINE DE LA GESTION DES DÉCHETS RADIOACTIFS
     
La loi du 30 décembre 1991 étend sur une période de quinze ans le moratoire Rocard, quinze années consacrées à la recherche d'un éventail de solutions au problème de la disposition des déchets radioactifs de haute activité et de longue durée de vie. Pendant ces quinze ans, il n'est pas question de préjuger quelle solution sera finalement retenue.
Ces recherches devront mobiliser l'ensemble de la communauté scientifique française, et tirer au mieux parti des connaissances accu- mulées internationalement. Ces recherches devront se décliner selon trois grands axes :

 l'axe 1 concerne les méthodes de séparation poussée des quelques isotopes à très longue durée de vie, et de leur transmutation, sous irradiation par des neutrons, en des isotopes de durée de vie plus courte, voire, idéalement, en isotopes stables ;

 l'axe 2 concerne le stockage géologique, et implique la construction de laboratoires souterrains pour étudier sur place des formations présumées favorables ;

 l'axe 3 se concentrera sur le conditionnement des déchets, en vue de permettre le cas échéant leur entreposage en toute sûreté sur de longues durées.

Le pilotage des recherches sur les axes 1 et 3 est confié au CEA, celui des recherches de l'axe 2 relève de l'ANDRA. Une Commission Nationale d'Évaluation (CNE) composée d'experts nommés par le gouvernement suivra l'avancement de ces recherches, et en rendra compte annuellement au Parlement et au gou- vernement. En 2006, à l'issue de ces quinze ans de recherches et en fonction de leurs résultats, la représentation nationale se saisira à nouveau du sujet et prendra les décisions nécessaires.
     
LES RÉSULTATS À CE JOUR (2002)
   
COGEMA est associée aux recherches de la loi, notamment dans le cadre de ses Projets d'Intérêt Commun (PIC) avec le CEA, et en suit régulièrement les progrès. COGEMA assiste aux auditions menées par la CNE ­ la société est périodiquement auditionnée sur les sujets qui relèvent de sa compétence ­ et elle est membre actif du Comité de Suivi des Recherches sur l'Aval du Cycle (COSRAC), organe institué par le ministère de la Recherche à cet effet. Les programmes de l'axe 1 ont permis la définition et l'expérimentation, à l'échelle du laboratoire, de procédés de séparation poussée, ainsi que d'un certain nombre de démonstrations expérimentales de la faisabilité physique de la transmutation de certains isotopes à vie longue - pas tous. De la trentaine de communes volontaires pour accepter des laboratoires souterrains, une dizaine seulement avaient un sous-sol adéquat. Des caractérisations poussées sur trois sites, deux dans l'argile et un dans le granite, ont permis de qualifier le site argileux de Bure, entre Meuse et Haute-Marne, et un premier laboratoire y est en cours de forage. Un site dans le granite a été éliminé suite aux objections de la CNE, et aucun autre site n'est identifié aujourd'hui : l'ANDRA doit se contenter de collationner les nombreux résultats internationaux disponibles sur le granite. Il faut noter qu'aujourd'hui la notion de stockage réversible semble s'imposer. Les études sur le conditionnement à long terme des déchets se poursuivent, avec un large tronc commun entre stockage et entreposage. Dans le cadre de ces études, il a été démontré que les modèles utilisés dans les années quatre-vingt-dix pour évaluer la corrosion des verres sont excessivement pessimistes.
     
(24) L'ANDRA a d'abord été un département autonome du CEA avant d'être constitué en établissement public par la loi de 1991.
   
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   Questions et réponses sur la loi de 1991
 
Quelle est la différence entre stockage et entreposage ?
L'entreposage des déchets radioactifs consiste à les rassembler sur un site adéquat, pour une durée déterminée, avec un conditionnement qui assure leur confinement et leur intégrité sur cette durée, et garantisse la possibilité de les reprendre à l'issue de la période d'entreposage.
Le stockage des déchets radioactifs est un entreposage à durée illimitée.
Un site d'entreposage peut être en surface, en "sub-surface" ou souterrain.
Un stockage sera presque sûrement souterrain.

Pourra-t-on éviter tout stockage géologique ?
Non, pas à vue humaine. La séparation/transmutation offre la perspective de réduire les quantités à stocker, mais il en restera toujours. On peut rêver, plus tard, d'expédier les déchets ultimes à vie très longue dans le Soleil...

Puisqu'il faudra de toute façon un stockage géologique, pourquoi continuer les recherches
dans les autres voies ?
D'abord, c'est la loi... Ensuite, il n'est pas exclu que la séparation poussée, suivie de transmutation ou de conditionnement spécifique, permette de réduire les contraintes exigées du stockage, et donc son coût. Enfin, alors que nous demandons la mise en oeuvre rapide du ou des meilleurs procédés réellement disponibles en 2006, afin de disposer des déchets passés, présents et déjà programmés, il serait présomptueux de prétendre qu'on ne trouvera jamais de procédé encore meilleur pour les déchets futurs !

Que peut-on espérer comme décision en 2006 ?
La décision du Parlement - s'il tient le calendrier prévu - ne sera pas forcément manichéenne. On peut espérer que la construction d'un stockage sera décidée. Il sera peut-être limité, dans un premier temps, à certaines catégories de déchets. Il est possible que les recherches continuent en parallèle sur certaines voies prometteuses.

Que pensent vraiment les industriels de la séparation/transmutation ?
 La loi de 1991 a permis de débloquer une situation sans issue, et notamment de procéder à des recherches dans le laboratoire souterrain de Bure.
 Les recherches de séparation/transmutation ont permis de maintenir et affiner des compétences importantes chez nos partenaires du CEA (et du CNRS).
 Le traitement des combustibles usés est un préalable obligatoire à toute séparation/transmutation.
 Le domaine de faisabilité physique de ces procédés est désormais mieux cerné.
 Attendons les évaluations coût/bénéfice, notamment dans le domaine de la radioprotection, avant de nous prononcer sur l'intérêt industriel éventuel d'un système qui apparaît a priori très complexe.
     
... et qu'en pensent les humoristes ?
"Tant qu'on en reste au
strontium et au césium,
qui ne restent mortels
que sept cents ans,
nos problèmes sont résolus"

(Dessin de Sydney Harris)
  
   
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