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Semaine il au 17janvier 1993 Fonctionnement Info hebdomadaire Creys-Malville (Isére) Communiqué du Premier Ministre, Pierre Bérégovoy,
publié le mercredi 23 décembre1992
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L'étude de l'incinération de ces produits
radioactifs impose des expérimentations diversifiées dans des réacteurs
tels que Superphénix et Phénix. Superphénix permettra en particulier de
valider cette voie é l'échelle industrielle.
L'exploitant NERSA a défini les travaux nécessaires pour faire face aux feux du sodium. Il a élaboré le dossier destiné é l'enquéte publique qui prévoit la possibilité d'incinérer du plutonium et d'autres actinides. Aussi, conformément aux décisions du 29 juin, une enquéte publique sera menée dés que possible, afin de permettre dans la plus grande transparence un débat contradictoire sur les garanties de sécurité des installations. La publication du rapport de séreté et du rapport de M.Curien assure les conditions de la transparence et du débat. Au vu du dossier de l'exploitant et des observations rassemblées pendant l'enquéte publique, l'autorité de séreté rendra un avis définitif sur le contenu des travaux nécessaires et la séreté des installations. La décision du Gouvernement sera prise en fonction des conclusions de l'enquéte publique et de l'avis de l'autorité de séreté." L'instruction du dossier technique en cours é la direction de la séreté des installations nucléaires (DSIN) porte, dans un premier temps, sur l'analyse de modifications proposées par l'exploitant en réponse aux demandes formulées par l'autorité de séreté. Une période de travaux sera ensuite nécessaire pour la réalisation, aprés leur approbation, des modifications liées é la séreté. p.3a
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| Les différents rapports élaborés
depuis 1977 sur 1e probléme du cycle nucléaire ont abouti é:
- la double tutelle (ministére de l'Environnement et de l'Industrie) de la Direction de la Séreté des Installations Nucléaires (DSIN) permettant un meilleur traitement de la séreté du cycle. - l'indépendance de l'ANDRA. Cependant le probléme des déchets n'avait jamais été pris en charge sauf au niveau des discours et des intentions. La loi du 31 décembre 1991 a fixé un cadre, qui vaut ce qu'il vaut mais qui a obligé enfin é cette prise en charge aussi bien par le législatif que par les différents partenaires. Les premiers décrets parus seulement en janvier 1993 ont permis: - la nomination du médiateur, - la mise en place des tutelles de l'ANDRA - la mise en place de nouvelles missions pour le CEA et l'IPSN. Il est donc dommage qu'un rapport élaboré par des scientifiques sur le probléme du traitement des déchets ne soit pas un "pour et un contre" avec une conclusion claire. Tel quel ce texte intitulé "le traitement des produits de la fin du cycle électronucléaire et la contribution possible de Superphénix" n'est qu'un plaidoyer pro domo et ne contribue pas é l'élaboration d'une solution viable. Le probléme des déchets est l'un des problémes cruciaux du nucléaire mais on ne peut lui trouver de solution si on ne tient pas compte de la séreté des installations qui elle, est essentielle pour limiter les volumes. Or ce rapport prétend utiliser Superphénix pour tester des solutions de limitation de déchets; mais d'une part cet outil n'est pas adapté aux expérimentations et d'autre part les interrogations de la DSIN, ayant motivé son mantien é l'arrét ne sont méme pas mentionnées: - les feux de sodium pulvérisé, - la corrosion des structures internes lors des arréts pour vérification qui induit qu'il faudra changer de technologie pour d'éventuels nouveaux RNR. En conséquence ce rapport ne peut étre utilisé pour redémarrer Superphénix. Tout au plus peut-on é sa lecture réétudier les RNR mais alors il est prématuré de les utiliser pour résoudre le probléme des déchets. Il ne répond pas aux ambitions de son titre mais pire il contribue é brouiller les cartes et é repousser la prise en charge des déchets. |
1993 est une année charniére (et les pas ont
été bien petits entre 1975 et 1993)
Il y a 14 ans Three Mile Island Il y a 7 ans Tchernobyl (Voir aussi dossier dédié d'InfoNuc) Et 56 réacteurs ou 57.000 MWé installés sur le territoire franéais contre 111 ou 101.000 MWé aux USA. Nous sommes vraiment les deuxiémes, les seront nous pour un accident avec rejeté Les USA ont arrété un réacteur et concoctent l'arrét de 12 autres aprés des incidents dont la gravité, é leur avis, ne permet pas d'envisager une réparation qui garantisse la séreté du réacteur accidenté. Que penser de nos générateurs de vapeur et de nos couvercles de cuveé Notre boulimie de kW risque de nous entraéner sur une pente fatale. En 1975 le GSIEN avait appelé les populations é ne pas accepter le programme nucléaire préconisé par EDF sans: - un débat sur les besoins énergétiques de la nation, - une solution aux stockages des déchets, - une transparence sur les incidents, - un organisme indépendant pour surveiller les installations nucléaires. En 1993 le GSIEN appelle les populations é se mobiliser pour que: - la politique énergétique soit enfin discutée avec d'autres partenaires que EDF, - é la lumiére des divers accidents, on limite le recours au nucléaire et é terme on fasse un programme alternatif permettant son abandon, - la politique de stockage des déchets ne soit pas limitée aux déchets de haute activité mais que l'on tienne compte de tous les déchets aussi bien nucléaires que chimiques, en nocivité et quantité, - le probléme des doses de rayonnement soit l'objet d'études pluridisciplinaires et contradictoires, - les firmes du nucléaire cessent de mener une politique qui engagent la nation sur des sentiers irréversibles, type contrats de retraitement ou vente de courant, - le nucléaire militaire fasse l'objet d'une étude sérieuse au plan des déchets, des rejets et de la quantité de plutonium qu'il va finir par transmettre au civil. Janvier 1993
p.3b
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| 1 - Bref historique
Le rapport Curien (17 décembre 1992) concernant la fin du cycle du combustible et la possible contribution de Superphénix é la résolution de cet épineux probléme gagne pour sa compréhension é étre replacé dans son contexte, non seulement du programme électronucléane de la France mais aussi de la pression permanente exercée par le lobby nucléaire depuis 30 ans. Ce n'est que la traduction franéaise de la formule qui se disait aux USA il y un demi siécle: "ce qui est bon pour Général Motors est bon pour l'Amérique". La problématique du réacteur é neutrons rapides s'inscrit dans "la grande cohérence du programme électronucléaire franéais" (formule énoncée deux fois dans le rapport Curien!). Il n'est pas inutile de rappeler que ce programme fut é l'origine militaire: - les premiers réacteurs ont été conéus et fabriqués pour produire facilement du Pu de qualité militaire (les piles plutonigénes G1, G2, G3 é Cadarache puis les graphites gaz Chinon, Saint Laurent, Bugey), - le procédé de retraitement choisi est celui qui permet de séparer facilement le Pu, - les réacteurs é neutrons rapides permettent de produire dans leur couverture du Pu nec plus ultra (weapon grade disent les anglophones) L'ensemble du cycle existe sur le territoire franéais, de la mine, au traitement du minerai, en passant par le faéonnage pour finir par le retraitement et les déchets. Dans les années 75-80, la grande époque du débat nucléaire avec le lancement du programme Mesmer, 200 réacteurs pour l'an 2000, un responsable du CEA, Mr. Sousselier nous précisait que, dans la logique du programme, il était prévu pour les années 90 de construire autant de RNR[1] que de REP[2]. Depuis les choses ont évolué é la baisse, heureusement, nous n'en sommes "qu'é" 56 réacteurs et seulement 2 RNR, Phénix et Superphénix. Dans quel contexte ce rapport a-t-il été demandé et rédigéé Ca n'a jamais été une préoccupation majeure du ministére de la recherche de mettre son nez dans le programme nucléaire. Le CEA et EDF sont des grands, ils ont déja du mal é supporter la tutelle de séreté de la DSIN[3], il n'était pas en plus prévu de vérifier leurs options scientifiques. La politique de gestion de la fin du cycle du combustible a toujours été considérée comme une chasse gardée par les protagonistes du programme. On se souvient du "drame" provoqué par les trois rapports du groupe de travail Castaing. Cette situation de psychodrame s'est renouvelée avec les rapports Desgraupes (recensement des décharges), puis Bataille (déchets de haute activité et stockage profond) et Le Déaut (déchets de trés faible activité, seuil d'exemption). Tous ces rapports ont abouti é l'indépendance de l'agence chargée des déchets (ANDRA) et é une loi (Décembre 1991) réglementant la future construction de 2 laboratoires et préconisant une politique de recherches tout azimut. (suite)
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La mise é plat de la politique du CEA a révélé son extréme légéreté. Les idées force de 1964 - vitrification des produits hautement actifs et enfouissement géologique profond, utilisation des "vieilles" mines[4] pour réinjecter les résidus des réacteurs - avaient négligé les problérnes de santé, les volumes, en un mot avaient vécu avec un petit programme de réacteurs et étaient complétement inadaptées é ce que représentaient 56 réacteurs. 2- Présentation du rapport
p.4
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| Les impératifs de survie politique
ayant été plus forts que la pression du lobby pronucléaire la décision
prise fut celle du non redémarrage. Mais il fut quand méme demandé au ministre
de la recherche de fournir un rapport développant ses idées.
Le résultat est assez surprenant. Aprés avoir expliqué que le parc franéais est sur dimensionné et que le renouvellement n'est pas é envisager avant 15 ou 20 ans on peut lire que pour "stabiliser la quantité de Pu stockée en France," méme avec un usage massif du combustible MOX[6], il faudrait construire 1 RNR pour 2 é 4 REP[7]. Les idées du CEA de la fin des années 70 étaient toujours vivantes. Il est tout de méme admis que Superphénix, compte tenu du coeur actuel et du suivant déja prét depuis longtemps ne travaillera pas tout de suite en sous générateur (délai 5 ans), et voilé les térawatts-heures d'EDF qui apparaissent. Quant é l'incinération des actinides c'est un joli morceau de bravoure. On y vante la faisabilité de la chose, méme si quelques études sont encore é réaliser, par exemple: - pour extraire ces produits des produits de fission, - pour faire un bilan réaliste de ce qu'on peut vraiment introduire dans un coeur, - pour prévoir leur comportement au point de vue neutronique et - pour refaire intégralement le coeur du réacteur. Broutilles que tout cela, mais quelles contorsions dignes des meilleurs artistes de cirque, car enfin, il y a peu de temps, lorsque le sujet du retraitement poussé fut étudié par le CSSIN[8] dans le cadre du suivi des recommandations du groupe Castaing, les documents fournis par le CEA[9] montraient que selon leurs études (de l'époque, environ 4 ans!), la quantité d'actinides diminuerait fort peu et méme pour certains actinides, augmenterait[10]. Comme quoi, suivant ce qu'on veut démontrer, en bricolant les hypothéses de départ, les experts du CEA peuvent sur le papier faire n'importe quoi. 3- Incinération et Superphénix
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Ce rapport traite principalement de la réduction éventuelle du volume des actinides soit dans des réacteurs, soit par tout autre moyen susceptible de produire des neutrons. C'est une prospective technologique qui ne repose sur aucune étude, sur aucun bilan. On sait que, en laboratoire sur des microgrammes on peut fissionner des actinides, on peut faire de la séparation poussée. Mais on sait aussi que pour passer du laboratoire au stade pré-industriel il faut faire un bilan réaliste en calculant les rendements é chaque stade de la chaéne. Et pour finir il faut faire le bilan en faisant un état aussi exact que possible des différents étages pour lancer la nouvelle chaéne industrielle: - Quelle quantité de déchets et quels dangers pour les travailleurs introduit le recours au retraitement poussé, 1er maillon du systémeé - Quels déchets aura-t-on dans les usines de faéonnage du combustibleé - Quels réacteurs pourront accepter ce type de combustible et comment pourra-t-on les prendre en charge é cété de la filiére REP actuelleé - Quelle quantité de déchets aura-t-on au bout du compteé En ce qui concerne les réacteurs actuels: - Lorsque l'on charge les REP avec du MOX on ne peut recycler le plutonium que une ou deux fois, - Phénix et Superphénix ont de graves problémes de séreté et faire des études délicates avec des réacteurs non conéus pour ces études est un pari dont les conséquences peuvent étre un accident grave. Quant é l'avenir le rapport écrit "La modification du taux de génération sur les performances techniques et économiques d'une centrale électrogéne se traduit par un surcoét qui reste é évaluer..." ainsi que "Les RNR incinérateurs seraient assez sensiblement différents de Superphénix et d'importantes études doivent étre menées pour définir et calculer un réacteur é forte capacité incinératrice. La réalisation d'un premier réacteur industriel prendrait environ 20 ans." et pour les réacteurs é haut flux ou accélérateurs il précise: ".. la réalisation de réacteurs é trés haut flux paraissant se heurter é des difficultés difficilement surmontables, il a été proposé de produire ces flux neutroniques en couplant un accélérateur de protons é un réacteur sous critique." mais on en est au stade du calcul! La conclusion se passe de commentaire: "On peut prévoir des études fondamentales sur 10 é 20 ans et des développements technologiques trés difficiles au delé." Une recommandation du rapport, page 20: "Superphénix peut contribuer aux recherches sur l'aval du cycle de deux maniéres, d'une part par le retour d'expériences en vue de la construction des futurs RNR incinérateurs, d'autre part par la validation de l'utilisation de combustibles assurant l'incinération d'actinides é une échelle industrielle." est en contradiction avec les autres pages du rapport et ne représente pas l'état d'avancement des réflexions. Par ailleurs cette conclusion ne tient pas compte des remarques du rapport de la DSIN: "...les difficultés de contréle et d'intervention, notamment é l'intérieur de la cuve. Contrairement aux réacteurs é eau pour lesquels il suffit de quelques jours pour examiner in situ tout composant sur lequel on aurait le moindre doute, une intervention souhaitable dans la cuve de Superphénix se chiffrerait en années d'arrét (entre le déchargement du combustible et la vidange du sodium). De plus, la mise en air des structures pourrait engendrer des dégéts de corrosion irréversibles." p.5
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| Dans ces conditions il convient
de repenser la philosophie du réacteur "pool" qui pose ce probléme insoluble
de contréle rapide des structures internes et de la cuve. C'est é ce prix
que la séreté pourrait étre améliorée.
Sur ce point nous ne pouvons faire mieux que citer de nouveau le rapport de la DSIN: "Ces différents handicaps conduisent é considérer que le développement de futurs réacteurs rapides nécessiterait de repenser et vraisemblablement de modifier de maniére assez importante la conception de ces réacteurs, limitant peut-étre de ce fait l'intérét de certaines acquisitions de connaissances technologiques liées au fonctionnement de Superphénix". Ces remarques de la DSIN ajoutées aux problémes de séreté ainsi qu'aux dangers auxquels serait soumise la population en cas d'accident nous conduisent é affirmer que ce rapport ne répond é aucune des questions sur la séreté de Superphénix et ne justifie donc pas son redémarrage. La deuxiéme recommandation du rapport page 21: "L'étude de l'incinération des actinides dans les RNR impose des expérimentations diversifiées dans les réacteurs tels que Superphénix et Phénix." n'a aucune base puisque tous les paragraphes précédents concluent différemment. Cette affirmation est d'ailleurs réfutée sur la méme page: "Dans la perspective étudiée ici qui consiste é contréler au mieux les inventaires d'actinides, il conviendrait é l'évidence de faire fonctionner Superphénix en sous-générateur."et le bouquet final: "Superphénix ne pourra pas fonctionner en sous avant cinq ans." Le rapport n'est finalement en accord avec lui méme que sur la transmutation des produits de fission en réclamant des recherches. Pour le reste il faut éviter de faire croire, une fois de plus, que la technique va étre capable de mettre en oeuvre des dispositifs susceptibles de réduire fortement les inventaires de produits radioactifs. Les accélérateurs couplés ou non et les réacteurs é haut flux "exigent des études importantes en physique nucléaire, en technique des accélérateurs, en neutronique de piles, en séparation chimique ou isotopique, en tenue des matériaux sous irradiation forte, etc." |
4- Conclusion
Ce rapport réclame des études, la mise é plat du probléme des déchets. C'est effectivement le gros probléme du nucléaire. Pourquoi a-t-on rajouté spécialement la contribution possible de Superphénix é une étude qui n'a pas besoin de cela pour étre compliquée. En effet ce rapport n'apporte rien sur Superphénix et son redémarrage car: 1 - Il n'a été répondu é aucune des questions de séreté, donc Superphénix est toujours aussi peu fiable et doit étre maintenu é l'arrét, 2 - En ce qui concerne l'incinération de plutonium et d'actinides aucune étude technologique ne permet de conclure é une faisabilité industrielle, les réponses ne pourront intervenir avant 20 ans. Il convient donc de mettre en oeuvre une politique de stockage aussi sére que possible et réversible. Il faut également éviter de créer une situation incontrélable et limiter le retraitement pour éviter les stocks de plutonium. 20-01-1993
Monique SENé Raymond SENé p.6
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| Introduction
Le présent rapport a été établi sur les instructions de Monsieur le Premier Ministre qui a demandé le 29 juin 1992 au Ministre de la Recherche et de l'Espace d'établir un rapport sur l'incinération des déchets nucléaires et les conditions dans lesquelles Superphénix pourrait y contribuer. A cette fin, le ministére de la recherche et de l'espace s'est entouré d'un groupe de travail composé de scientifiques experts dans les différentes disciplines concernéés par ce sujet. Celui-ci a auditionné des personnalités franéaises et étrangéres, représentant des compétences et des points de vue variés sur la gestion des déchets nucléaires. La liste des membres du groupe, ainsi que celle des personnes auditionnées, sont jointes en annexe. Aprés avoir rappelé les acquis du programme électronucléaire franéais et analysé les difficultés et les incertitudes qui subsistent, le rapport examine les différentes voies possibles d'élimination des déchets é vie longue et en particulier les possibilités d'utilisation é cette fin des différents réacteurs nucléaires dont Superphénix. En conclusion, le rapport propose des axes de recherche qui entrent dans le cadre du programme d'études prévu par la loi du 30 décembre 1991 relative aux recherches sur la gestion des déchets radioactifs. 1. Présentation générale
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Ce programme présente une grande cohérence vis-é-vis de ses objectifs initiaux et a abouti é plusieurs succés majeurs: - la France avec un parc de 53 réacteurs REP en service en 1992 occupe le deuxiéme rang mondial en nombre de centrales et en puissance, derriére les Etats-Unis. Ce parc couvre les trois quarts des besoins franéais en électricité (Ndwebmaistre: NON! Il s'agit d'électricité produite, et non consommée par les franéais, ce qui raméne le chiffre é ~21%!!! Voir les controverses...) . Le taux d'indépendance énergétique de la France (48% en 1991) a doublé depuis 1973 gréce é ce programme électronucléaire et aux efforts de maétrise de l'énergie. - l'usine de séparation isotopique d'Eurodif et les usines de retraitement de la Hague assurent bien leur mission. - une politique volontariste a permis de créer un secteur industriel d'une maturité suffisante pour prendre en charge les développements technologiques et les productions et jouer un réle significatif sur le plan mondial. Il convient de souligner ces points forts du programme électronucléaire franéais avant d'évoquer les domaines oé des difficultés ont été rencontrées et ceux oé demeurent des incertitudes et d'examiner les stratégies possibles, notamment pour la fin de cycle. 1.2. Les difficultés et les incertitudes
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| Cette dualité place le décideur
devant un dilemme:
- ou réaliser un systéme composé de réacteurs capable de bréler le plutonium, ce qui implique dans l'état actuel des connaissances l'utilisation de RNR et d'usines de retraitement. Un tel systéme économise de la matiére premiére, mais il est plus coéteux en investissement. En outre la manipulation du plutonium sous des formes diverses augmente les risques de dissémination accidentelle ou de détournement. - ou considérer le plutonium comme un déchet et l'enfouir, en créant ainsi de véritables "mines" renfermant des quantités sans cesse croissantes de plutonium. Leur exploitation par les générations futures par des techniques miniéres peut déboucher dans une vue optimiste sur la production d'énergie, mais aussi dans une vue pessimiste sur la constitution d'arsenaux nucléaires. 1.2.1 Le développement des réacteurs é neutrons rapides L'intérét majeur qui a été reconnu, dés l'origine du programme, aux réacteurs é neutrons rapides est leur aptitude é exploiter la totalité des ressources en uranium naturel, gréce é leur capacité de transformer l'uranium 238 (99,3% de l'uranium naturel) en plutonium. Ces réacteurs, lorsqu'ils fonctionnent en mode surgénérateur, sont capables de produire plus de combustible fissile qu'ils n'en consomment et pourraient apporter une solution é long terme aux problémes énergétiques. Le programme de réacteurs é neutrons rapides a connu en France et dans le monde des débuts prometteurs qui ont conduit é la décision de construire Superphénix, prototype é l'échelle industrielle. Ce projet a été dés ses débuts l'objet d'oppositions et de critiques de plusieurs origines portant sur l'utilisation du plutonium comme combustible et du sodium comme liquide caloporteur. L'interruption des programmes nucléaires hormis en France, en Asie (Japon, Corée) et dans l'ex-URSS a limité la pression sur le marché de l'uranium. Ainsi la capacité mondiale de production électronucléaire qui sera installée en 2000 sera trés largement inférieure aux prévisions des années 70. Il en résulte que les réserves prouvées d'uranium atteignent 50 ans de la consommation actuelle, quoique la prospection ait été réduite depuis 10 ans. Ainsi la justification économique de la filiére é neutrons rapides, fondée sur le coét croissant de l'uranium lié é sa raréfaction, n'est plus valable dans le court et moyen terme. Elle le redeviendrait é long terme si les conséquences climatiques des émissions de CO2 étaient confirmées et conduisaient é freiner l'usage des combustibles fossiles au bénéfice d'une relance du nucléaire, et si de nouvelles sources d'énergie ne permettaient pas de faire face é l'accroissement de la consommation liée é l'accroissement de la population mondiale et au développement économique de vastes régions du monde. Le fonctionnement de Superphénix a été affecté depuis sa mise en route par deux incidents qui ont entraéné de longues immobilisations. Démarré en 1986, Superphénix n'a été connecté au réseau que 7.400 heures, équivalent é 174 jours de fonctionnement é pleine puissance. Les études de séreté des installations fonctionnant au sodium liquide et l'expérimentation de Phénix ont fait apparaétre des exigences nouvelles en matiére de séreté. Le Premier Ministre a demandé qu'elles soient prises en compte et qu'un nouveau dossier d'autorisation de mise en exploitation soit déposé. 1.2.2 Le traitement et le stockage des produits de fin de cycle Comme il a été expliqué précédemment, la solution de référence du programme franéais est l'enfouissement é grande profondeur des déchets radioactifs ayant une longue durée de vie. Les accés é ces stockages seraient é terme scellés pour les soustraire aux intrusions involontaires ou mal intentionnées des générations futures. (suite)
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Les premiéres études, tant en France qu'é l'étranger, ont porté sur la migration des actinides é travers les enveloppes successives entourant les colis de déchets de type C, puis é travers des terrains dont la stabilité é l'échelle du temps géologique semblait assurée: massif granitique peu fissuré, argile, gisement de sel. Les simulations et les résultats des expériences in situ ont été trés encourageants puisqu'ils ont montré que le retour é la biosphére des radionucléides était négligeable pendant plusieurs centaines de milliers d'années. Les autres déchets issus des usines du cycle du combustible, dont la teneur en actinides est faible, devraient étre stockés de la méme maniére. Ces déchets dits de catégorie B, sont peu radioactifs mais sont par contre plus encombrants que les verres. Le début de la mise en oeuvre de ce programme n'a pas pu étre mené é bien. En effet la constitution de laboratoires souterrains, amorce de futurs stockages, a rencontré une trés vive hostilité des populations entourant les sites, qui se sont opposées parfois physiquement au déroulement des travaux. Parallélement, des doutes se sont exprimés sur le degré de séreté des stockages souterrains face é des situations imprévues: catastrophe géologique, migration chimique complexe, intrusion humaine volontaire ou non. La levée de ces incertitudes impliquait de nombreuses études complémentaires. 1.3. La fin du cycle et la loi Pour apaiser ces conflits et dissiper les doutes, le Gouvernement a demandé au député Bataille de préparer, é la téte d'une commission parlementaire, un rapport sur le sujet. Ce rapport, qui compléte celui d' une commission présidée par le professeur Castaing, a proposé d'approfondir les études sur la gestion des déchets nucléaires et de retarder les projets de stockage souterrain dans l'attente du résultat de ces études. A la suite de ces propositions, le gouvernement a fait approuver par le Parlement la loi du 30 décembre 1991 sur la gestion des déchets nucléaires qui édicte un moratoire de 15 ans avant tout stockage souterrain, prévoit un programme de recherche et développement é conduire pendant cette période et définit des procédures démocratiques pour le choix ultérieur des sites des laboratoires souterrains. La loi précise que le programme de recherche portera sur: - la recherche de solutions permettant la séparation et la transmutation des éléments radioactifs é vie longue présents dans les déchets, - l'étude des possibilités de stockage réversible ou irréversible dans les formations géologiques profondes, notamment gréce é la réalisation de laboratoires souterrains, - l'étude de procédés de conditionnement et d'entreposage de longue durée en surface de ces déchets. Dans ce contexte, le CEA, qui avait lancé en 1982 l'expérience SUPERFACT d'incinération d'actinides auprés de Phénix, a entrepris un programme de recherche sur la réduction du volume des déchets d'activité moyenne dont le stockage souterrain est prévu, et d'autre part un programme sur la transmutation des actinides afin de réduire la radiotoxicité des produits stockés. Ce programme envisageait le recours é des réacteurs é neutrons rapides, en particulier des expériences auprés de Phénix. Des préoccupations analogues se font jour dans de nombreux pays du monde, y compris parmi ceux qui ont décidé l'enfouissement direct des combustibles usés. Les Etats-Unis et le Japon sont particuliérement actifs en ce qui conceme les recherches sur le retraitement poussé et la transmutation des produits de fin de cycle. Les compétences acquises par le CEA sur le cycle du combustible devraient permettre é la France de jouer un réle moteur dans l'avancement de ces recherches. p.8
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| 1.4. Quelles recherches pour la fin du cycleé
Dans le contexte qui vient d'étre décrit, l'existence de Superphénix crée une situation particuliére en France. En effet, la filiére des réacteurs é neutrons rapides, capable de produire plus de plutonium qu'elle n'en consomme, peut é l'inverse étre utilisée en incinérateur de plutonium. Les études menées en France et dans d'autres pays laissent aussi espérer la possibilité de fissionner de la méme maniére les actinides mineurs. La réflexion sur l'aval du cycle du combustible et celle sur l'avenir des RNR sont donc inséparables. Il est logique de rapprocher ces deux problémes et de rechercher quelle contribution Superphénix peut apporter au traitement amélioré des combustibles usés, de faéon, le moment venu, é disposer de tous les éléments de décision concemant les développements futurs de la filiére é neutrons rapides. Evaluer cette contribution est l'un des objets de ce rapport. Mais l'utilisation des RNR pour incinérer les actinides n'est qu'un aspect de l'arsenal de moyens pouvant étre étudiés pour réduire la nocivité et le volume des véritables déchets nucléaires c'est-é-dire les produits de fin de cycle non valorisables ou transmutables. Les pistes en sont nombreuses. Ainsi les réacteurs futurs pourraient étre conéus de maniére é ce que les combustibles usés qu'ils produiront, soient optimisés vis-é-vis du traitement envisagé ou du stockage. Le retraitement des combustibles usés pourrait gagner en sélectivité pour séparer d'abord les actinides et les produits de fission, puis trier dans ces deux groupes les éléments et éventuellement certains de leurs isotopes susceptibles d'un traitement ultérieur en vue de leur transmutation ou de leur stockage. A cet égard la séparation poussée des constituants des déchets pourrait permettre de stocker chacun d'entre eux sous la forme chimique rendant le plus efficace leur conditionnement et les barriéres géologiques du stockage. Les actinides mineurs étant fissionnables dans des réacteurs, d'une maniére comparable é celle de l'uranium ou du plutonium, la possibilité de les incinérer paraét établie, méme si de longues recherches technologiques sont encore nécessaires. Par contre, la faisabilité de la transmutation des produits de fission pose des problémes spécifiques en raison de l'efficacité limitée des réactions de transmutation envisagées. Plusieurs voies méritent d'étre explorées: REP ou RNR spécialement conéus, accélérateurs, systémes hybrides accélérateurs plus réacteurs sous-critiques. Des solutions innovantes fondées sur l'obtention de flux neutroniques trés élevés ont été envisagées. Elles sont encore é l'état de concept dont méme la faisabilité scientifique n'est pas démontrée. Il apparaét qu'une solution durable pour l'aval du cycle demandera un effort de recherche diversifié s'étendant de la recherche de base vers la recherche technologique, et couvrant plusieurs décennies. La loi du 30 décembre 1991 en a fixé la premiére étape dans quinze ans. 2. Hypothéses de base pour la réflexion sur le traitement
des produits de fin de cycle nucléaire
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Il paraét raisonnable de considérer que l'énergie d'origine nucléaire continuera de fournir au moins jusqu'au milieu du siécle prochain, l'essentiel des besoins en électricité de la France. Cette hypothése apparaét comme trés vraisemblable pour plusieurs raisons: - il serait absurde de ne pas tirer le meilleur profit du parc nucléaire existant, du secteur industriel national et de l'infrastructure de recherche, - les investissements qu'imposerait la construction d'un parc de centrales de substitution serait extrémement coéteux, méme dans le cas de technologies maétrisées, - les technologies résolument nouvelles ne pourront pas apporter une production significative avant la deuxiéme moitié du 2léme siécle. Les justifications initiales du programme électronucléaire (absence de production domestique d'énergie fossile et risque géopolitique) demeurent et sont méme confortées par la crainte de l'effet climatique des gaz é effet de serre et par les récents événements du Moyen Orient. Il apparaét par contre que la production électronucléaire franéaise ne devrait se développer que modestement, tirée par quelques applications nouvelles, mais tempérée par des efforts d'économie d'énergie. Une autre hypothése est que le public acceptera la poursuite et l'évolution de la filiére électronucléaire. Un important développement du débat démocratique sur la politique de l'énergie et une meilleure information sur les technologies nucléaires en sont les conditions nécessaires. Enfin une derniére hypothése suppose que l'uranium restera pendant plusieurs décennies encore une source disponible et économiquement efficace de combustible nucléaire et donc que ni son coét ni sa rareté n'imposeront le recours é des réacteurs utilisant du plutonium, et a fortiori é des RNR surrégénérateurs. Dans ce contexte, le présent rapport ne s'intéresse aux RNR que sous l'angle de leur contribution au traitement des produits de fin de cycle. 3. Les différentes voies de gestion des déchets nucléaires
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| 3.1. Le stockage
Il a pour objectif la mise en place de barriéres physiques et institutionnelles. Les barriéres physiques visent é interdire tout déplacement des produits stockés. L'étanchéité est concrétisée par une succession d'enveloppes telles que les verres, les conteneurs, les structures et par les terrains de couverture ou d'implantation du stockage. Les barriéres institutionnelles confortent le respect de l'isolement par un arsenal légal dont le respect est garanti par la pérennité de l'Etat. Le tableau suivant résume les voies correspondant aux diverses combinaisons des paramétres:
La solution du stockage définitif en surface
n'a été retenue que pour les déchets A. La surveillance des sites durera
300 ans.
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Indépendamment des délais techniques nécessaires, la loi du 30 décembre 1991 implique une phase d'attente de 15 ans qui est mise é profit pour tester la tenue des conditionnements actuels. A l'issue de cette étape incontoumable qui ne sera pas discutée plus avant dans ce rapport, les résultats des études demandées par la loi seront disponibles pour aborder la phase suivante. 3.1.2 L'enfouissement direct profond Le coét de la voie de l'enfouissement direct profond peut étre estimé é 0,5 centimes/kWh sous réserve de validation. De faéon plus générale, il est recommandé que des études approfondies soient conduites sur les coéts économiques des différentes voies discutées dans ce chapitre. Le combustible déchargé du coeur du réacteur peut étre enfoui en l'état ou aprés démantélement, é l'issue de la phase de refroidissement et aprés conditionnement, dans les installations de stockage en couches géologiques profondes édifiées conformément aux conclusions des études menées dans des laboratoires souterrains. L'optimisation de l'option de l'enfouissement direct profond suppose des recherches: - sur les REP pour assurer une meilleure utilisation du combustible et réduire le contenu valorisable des déchets, - sur des enveloppes conéues pour le stockage direct des combustibles. Les études évaluent les qualités de rétention du stockage mais ne peuvent garantir l'irréversibilité des stockages géologiques profonds qui pourra toujours étre remise en cause par la rupture de la barriére institutionnelle ou géologique. Le risque d'intrusion humaine peut étre accru par la valorisation des produits stockés qui peut étre de nature énergétique, stratégique ou économique. Il peut étre é l'inverse diminué par la conscience des risques radiologiques encourus, qui sont faibles au demeurant aprés quelques siécles. Cette question sera sans doute d'actualité bien avant le retour é l'exutoire des radionucléides, qui est estimé é quelques 400.000 ans, ne serait-ce qu'en raison de l'évolution inéluctable des sources d'approvisionnement énergétique de l'humanité dés les prochains siécles et de la fragilité historique des civilisations. Cette voie présente l'avantage de minimiser les manutentions et les traitements de produits radioactifs et réduit donc aujourd'hui les doses reéues. Elle est la voie d'élimination des déchets la moins coéteuse, mais elle pose jusqu'é présent des problémes d'acceptabilité sociale. Elle présente par contre le double inconvénient du gaspillage de l'énergie contenue dans les actinides enfouis et des risques découlant de l'éventuelle valorisation dans le futur des mines d'uranium et de plutonium ainsi constituées. 3.1.3 L'enfouissement prolond aprés retraitement simple La technologie disponible aujourd'hui permet de séparer l'uranium et le plutonium du reste des déchets, avec des pertes inférieures é 0,15% pour l'uranium et 0,3%, voire 0,1% pour le plutonium. C'est le retraitement simple, é la différence du retraitement poussé qui sera traité au chapitre 3.2. La réduction initiale de radioactivité ainsi obtenue pour les déchets produits est d'abord relativement faible. D'un facteur 2 aprés 30 ans d'entreposage, elle croét et atteint un facteur 50 é l00 é partirde 10.000 ans. L'intérét du retraitement simple repose avant tout sur l'utilisation énergétique des produits séparés, uranium et surtout plutonium, et sur le non enfouissement de quantités importantes de plutonium plutét que sur la réduction de la radioactivité des déchets. p.10
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| Le volume de déchets é enfouir
demeure encore supérieur aujourd'hui é celui correspondant é un enfouissement
direct, mais les améliorations annoncées laissent espérer qu'avant la fin
du siécle, le volume de déchets conditionnés de catégorie B et C sera devenu
inférieur é celui des combustibles irradiés.
Le retraitement associé é une optique électrogéne ne doit intervenir qu'en fonction des besoins, mais il ne peut cependant se faire que peu de temp avant la réutilisation en réacteur REP ou RNR, car le plutonium 241 poursuit sa dégradation et se transforme, via l'américium 241, en neptunium 237, poison neutronique. Le coét afférent é la voie de retraitement simple et stockage géologique profond, estimé entre 1 et 2 centime/kWh, s'accompagne du méme besoin de validation que celui exprimé au chapitre 3.1.2.. Il paraét généralement admis que l'enfouissement profond est une méthode techniquement sére aussi bien pour les combustibles irradiés non retraités que pour les déchets de retraitement, mais avec les restrictions ou commentaires suivants: - l'étude détaillée des conditions du stockage, et notamment la création de laboratoires souterrains, l'optimisation des enveloppes et des procédures méritent des recherches prolongées et trés actives ainsi que le demande la loi du 30 décembre 1991. - la séreté est assurée pour 10.000 ans, elle devra étre confirmée é l'horizon de 100.000 ans avec des modéles bien établis, mais nécessitant néanmoins une validation en France. Elle semble moins assurée é l'échelle de millions d'années, compte tenu de la complexité des questions posées. La prise en compte par les modéles des aléas géologiques doit étre soigneusement étudiée. 3.1.4 Le stockage réversible en subsurface Le stockage en subsurface assure la préservation de la réversibilité. Il permet l'intervention, donc la mise en oeuvre des nouvelles méthodes au fur et é mesure de leur émergence. Le stockage en subsurface doit faire appel é des technologies différentes de celles utilisées pour le stockage profond pour garantir la séreté et la sécurité tout en en permettant l'accés. Cette voie améliore, par rapport au maintien en surface, la protection physique constituée par les terrains de couverture, mais les risques d'intrusion ne sont pas totalement supprimés. 3.2. Le retraitement poussé Au déchargement, les 21 kg annuels d'actinides mineurs (voir chapitre 3.1.1) correspondent é: - 10,4 kg de neptunium 237, - 9,8 kg d'américium, - 0,8 kg de curium Pour l'ensemble du parc REP franéais, ces quantités doivent étre multipliées par un facteur 50 environ. Le retraitement poussé doit comporter une séparation élément par élément, avec constitution de lots distincts pour l'uranium, le plutonium, certains actinides mineurs et produits de fission é vie longue, permettant de rechercher des solutions adaptées é chaque élément. Les considérations concernant le stockage des déchets B, énoncées pour le traitement simple, restent applicables, mais l'augmentation de leur volume induite par le retraitement poussé reste é évaluer. La séparation et l'incinération du neptunium et de l'américium permettent de réduire de faéon signicative la radiotoxicité des produits stockés d'environ un facteur 100 aprés 10.000 ans. Par contre, elle joue assez peu sur l'activité é l'exutoire, qui n'intervient d'ailleurs qu'é trés long terme. (suite)
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La capacité d'extraction de neptunium et d'américium par COGEMA pourrait s'élever é quelques centaines de kilogrammes en 2000. La séparation des autres éléments devrait ensuite permettre: - soit un conditionnement chimique spécifique pouvant optimiser l'insolubilité des composés, donc la séreté contre le retour é la biosphére dans le cas du stockage, - soit l'incinération nucléaire des éléments indésirables. Le retraitement poussé répond é la double finalité é long terme de permettre l'incinération du plutonium et des actinides mineurs et une meilleure gestion des déchets. Son coét est difficile é évaluer tant que les solutions industrielles n'ont pas été élaborées. 3. L'incinération des actinides
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| Ce réacteur présente par contre
les inconvénients suivants:
- il risque d'atteindre sa fin de vie dans quelques années. - il n'est pas représentatif des conditions d'incinération d'un réacteur industriel, - il ne permet pas de qualification du procédé d'incinération é une échelle signficative, - il ne permet pas d'atteindre des taux d'incinération élevés. Avec Superphénix on peut envisager, en plus du retour d'expérience sur les technologies mises en oeuvre: - pour le prochain chargement, de supprimer les couvertures radiales pour éviter d'accroétre le stock de plutonium. - pour le chargement suivant, de modifier plus profondément la configuration du réacteur pour fonctionner é taux de génération voisin de 0,8, en consommant environ 200 kg de plutonium par an. Superphénix ne permet pas d'études paramétriques ou d'études fines en évolution, en raison du rythme de renouvellement des assemblages (3 ans). Par contre il autorise: - la validation globale et é une échelle préindustrielle de l'incinération d'actinides, - la destruction d'une quantité notable d'actinédes mineurs (de l'ordre d'une centaine de kilogrammes par an). - L'expérimentation é une échelle préindustrielle de l'incinération du neptunium. Ces programmes de recherche dureraient 15 é 20 ans et contribueraient é l'évaluation technico-économique de l'utilisation des RNR en incinérateurs. 3.3.3 L'incinération couplée dans un parc REP et RNR A l'horizon de 30 ou 40 ans on peut donc concevoir la mise en oeuvre d'un parc électronucléaire composé de REP et de RNR incinérateurs qui pourrait assurer la stabilité de l'inventaire de plutonium é environ 300 tonnes, répartis dans les REP, Les usines de retraitement et les RNR. Sous réserve des résultats des études, expériences et évolutions des REP et RNR de nouvelle génération, on peut estimer que la solution d'équilibre correspondrait é environ 2 RNR pour 2 é 4 REP. Les remarques faites plus haut indiquent que le coét économique d'une telle stratégie de cycle fermé (é stock de plutonium constant) pourrait atteindre 5 centimes/kWh, compte tenu de la nécessaire extension (sans doute doublement) de l'installation de retraitement de la Hague. Cette estimation n'inclut pas le coét des recherches et développements permettant d'aboutir é la construction de RNR industriels, que ce coét soit pris en compte par des considérations de politique énergétique ou au niveau des problémes de gestion de la fin du cycle comme il est fait ici. 3.4. Les voies de recherche pour le long terme L'élimination des produits de fission, dont certains ont une radiotoxicité importante, exige le développement et la mise en oeuvre de techniques spécifiques. Les 750 kg de produits de fission déchargés chaque année d'un REP moyen de 1.000 MWé (voir chapitre 3.1.1) contiendront encore au bout de 10 ans environ 80kg d'isotopes radiotoxiques é vie longue. Les plus importants en quantité sont: - le césium 135 (environ 35kg), - le technétium 99 (18kg), - le zirconium 93 (16kg), et en moindres quantités l'iode 129 (3 kg), le palladium 107 (5 kg). Les quantités totales pour le parc franéais sont environ 50 fois plus grandes. (suite)
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La destruction de ces isotopes pose des problémes ardus. Pour optimiser l'efficacité de toute voie de transmutation, il faut d'abord effectuer leur séparation isotopique de la masse totale initiale des produits de fission. Ensuite, comme ces isotopes ne sont pas des combustibles fissiles comme les actinides, leur transmutation en éléments stables doit étre réalisée par des réactions nucléaires endothermiques spécifiques, induites par des projectiles tels que neutrons, protons, photons ou noyaux légers. Cependant les probabilités de ces réactions sont beaucoup plus faibles que celles associées é la fission des actinides. Par conséquent pour obtenir des rendements acceptables, les flux de particules induisant la transmutation doivent étre beaucoup plus élevés que ceux obtenus avec les techniques actuelles. La transmutation des produits de fission en quantité pondérale importante exige donc des études fondamentales poussées et des technologies innovantes. Au Japon, le projet OMEGA poursuit entre autres l'étude théorique et expérimentale des rendements de transmutation de divers procédés tels que l'utilisation de neutrons énergiques obtenus é haut flux par catalyse muonique ou encore de neutrons thermiques associés é des cibles mobiles. Les rendements, avec les technologies actuelles, sont encore trés insuffisants. D'autres voies font appel é des réacteurs é haut flux qui pourraient traiter simultanément les actinides et les produits de fission. Un gain de un ou deux ordres de grandeur par rapport aux flux neutroniques disponibles permettrait de réduire de faéon trés sensible la production d'actinides radioactifs é vie longue, de méme que l'inventaire de ces déchets. Cependant la réalisation de réacteurs é trés haut flux paraissant se heurter é des difficultés difficilement surmontables, il a été proposé de produire ces flux neutroniques en couplant un accélerateur de protons é un réacteur sous critique. Ainsi, aux USA, le projet ATW de Los Alamos se propose d'induire aussi bien la transmutation des produits de fission que la fission des actinides par double capture neutronique, avec un systéme mixte constitué par un accélérateur de protons de haute énergie, dans le domaine du GeV, et é trés haute intensité, produisant des neutrons par des réactions de spallation sur une cible située dans un réacteur sous-critique. Les calculs laissent entrevoir des perspectives trés séduisantes quant aux performances que l'on pourrait atteindre avec un tel équipement. Il serait en effet producteur d'énergie, n'immobiliserait dans son inventaire que quelques dizaines de kilogrammes de produits radioactifs, éliminant ainsi le probléme du traitement des produits de fin du cycle électronucléaire et pourrait fonctionner comme réacteur électrogéne autonome avec un combustible de thorium. Les incertitudes technologiques de tels projets sont encore considérables (facteur 100 par rapport é l'existant sur l'intensité des faisceaux dans le cas des accélérateurs, tenue des matériaux au rayonnement, etc.) et exigent des études importantes en physique nucléaire, en technique des accélérateurs, en neutronique des piles, en séparation chimique et isotopique, en tenue des matériaux sous irradiation forte, etc. On peut prévoir des études fondamentales sur 10 ou 20 ans et des développements technologiques trés difficiles au-delé. La France est un pays oé, gréce au développement de l'industrie électronucléaire et é l'expérience acquise dans la construction et la gestion des accélérateurs, existent des compétences importantes sur les redoutables problémes technologiques qui devraient étre étudiés dans une telle perspective. Ces compétences devraient étre mises é contribution dans le cadre du large programme d'études que ce rapport recommande pour le traitement des produits de la fin du cycle. p.12
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| 4. Recommandations et Conclusions
Les pays engagés dans des programmes électronucléaires ont fait différents choix de traitement des produits de fin de cycle du combustible nucléaire. Certains, comme les USA et la Suéde, ont décidé d'enfouir directement les combustibles usés. La France et le Japon ont choisi le retraitement, qui permet de récupérer les matiéres fissiles dans les combustibles usés, suivi de l'enfouissement des déchets é haute activité. Toutes ces solutions ont en commun l'enfouissement géologique définitif des déchets radioactifs. Les connaissances acquises sur ce mode de stockage sont déjé suffisamment avancées pour pouvoir affirmer qu'une solution de base existe. Néanmoins des programmes de recherche et des réflexions menés dans plusieurs pays laissent espérer la possibilité de réduire significativement la production de substances radioactives associées é la production d'énergie, et en particulier de plutonium, matiére premiére pour bombe atomique, dont l'accumulation est préoccupante. De tels progrés devraient réduire encore plus les risques associés é l'énergie nucléaire, en particulier ceux encourus par les générations futures, et devraient, s'ils sont bien compris, améliorer l'acceptation sociale de la filiére électronucléaire dans son ensemble. La France, par son expérienee industrielle du retraitement et son avance dans le développement des RNR, a de nombreux atouts pour mener un programme de recherches visant cet objectif. Les recommandations qui suivent se placent dans ce cadre. 4.1 Le calendrier de décisions L'entreposage des combustibles irradiés non retraités et des déchets é haute activité provenant du retraitement offre une séreté satisfaisante. Il est de toute maniére nécssaire durant 30 é 50 ans pour permettre leur refroidissement. De nombreux choix technologiques peuvent rester ouverts durant cette attente. Il paraét raisonnable d'utiliser ce répit pour mener les recherches de perfectionnement de la solution de base citée dans le préambule. La loi du 30 décembre 1991 officialise un délai ne pouvant excéder 15 ans avant la création de stockage géologique. Un programme ambitieux de recherche et développement sur l'aval du cycle exigera plusieurs décennies, ce qui n'est pas incompatible avec la durée des cycles du combustible nucléaire. 4.2. Les critéres de séreté Jusqu'é présent la production de déchets radioactifs é vie longue paraissait inéluctable. En conséquence, la réflexion concernant la séreté immédiate et la responsabilité envers les générations futures s'est focalisée sur la possibilité de confiner ces déchets. Seule exception, l'utilisation du plutonium a été développée, sous la forme des combustibles MOX et dans les RNR, pour économiser la matiére premiére. Depuis, les études de séreté des stockages ont évolué. Aprés avoir été centrées sur les migrations de matiéres mesurées par les luites é l'exutoire, elles doivent prendre en compte les événements géologiques exceptionnels et les risques d'intrusion accidentelle ou volontaire. Or certaines solutions de traitement des produits de l'éval du cycle électronucléaire conduisent é créer de véritables gisements d'uranium légérement enrichi, d'actinides mineurs et surtout de plutonium dont les générations futures pourront faire le meilleur ou le pire usage. Les risques d'intrusion qui en résultent ne doivent pas étre négligés dans l'évaluation des risques liés au stockage. La multiplication des sites de stockage créerait également des difficultés qui doivent étre prises en compte. Dans ces conditions, on pourrait considérer comme un objectif majeur de sauvegarde de l'environnement la limitation des masses de radionucléides créés par l'activité humaine, sans pour autant négliger les problémes de séreté nouveaux découlant de solutions innovantes. Il faut étendre les critéres de séreté choisis pour évaluer les solutions étudiées. L'objectif de minimiser l'inventaire des produits radioactifs de l'aval du cycle électronucléaire doit étre envisagé au méme titre que celui du confinement. (suite)
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4.3. La filiére des réacteurs é neutrons rapides L'objectif énoncé au chapitre 4.2 de limiter l'inventaire des actinides conduit é préter une attention particuliére aux réacteurs susceptibles de fissionner ces atomes. Méme en utilisant le combustible MOX, les REP, qui fonctionnent é l'uranium, ne peuvent que ralentir la croissance du stock de plutonium, sans réussir é le stabiliser. Ces différents processus ont été développés au chapitre 3. Dans les RNR au contraire, les neutrons ont un flux et une énergie plus élevés, ce qui permet l'incinération efficace de tous les isotopes du plutonium et des actinides mineurs. La faisabilité technique de l'incinération des actinides parait acquise. Les RNR offrent par ailleurs la possibilité de réguler le stock de plutonium par réglage é des taux de génération différents. Le bilan économique de telles réalisations doit étre étudié avec soin et peut varier dans des proportions importantes selon que les RNR fonctionnent en surgénérateur ou en sous-générateur incinérateur d'actinides. Les autres solutions proposées sont encore au stade du concept scientifique. Les RNR sont donc aujourd'hui incontournables pour un projet ayant pour objectif l'incinération des actinides. Il faut poursuivre les recherches techniques et l'évaluation économique concernant les réacteurs é neutrons rapides qui apparaissent aujourd'hui comme la seule voie pour réduire efficacement le stock de plutonium et d'autres actinides. 4.4. L'incinération des actinides dans les RNR existants Si la faisabilité de l'incinération des actinides paraét acquise, de nombreuses études technologiques seront nécessaires pour mettre au point les assemblages combustibles renfermant les actinides é incinérer. Des connaissances nouvelles devront étre acquises pour optimiser la conduite des réacteurs. Des expérimentations sur des RNR sont indispensables, é la fois dans le cadre de la recherche et développement, et pour la validation expérimentale des solutions. Les réacteurs Phénix et Superphénix peuvent donc contribuer utilement et de faéon spécifique é ces activités. Phénix, avec un cycle de rechargement de 3 mois, permet des expériences de courte durée sur de faibles volumes. Il est bien adapté aux études de neutronique et de mise au point de matériaux. Cependant il n'est pas représentatif des conditions de fonctionnement d'un réacteur industriel et ne permet pas d'atteindre des taux d'incinération élevés; de plus la question de la durée de vie de Phénix peut se poser aujourd'hui. Dans la mesure oé le programme d'étude sur l'incinération des actinides dans les RNR paraét imposer ce type de moyens d'expérimentation, l'accés é un réacteur de type équivalent, assurant la reléve de Phénix, devrait étre assuré. Superphénix, bien que n'étant pas conéu comme un réacteur de recherche, autorise l'expérimentation sur de grands volumes dans les conditions de fonctionnement interne d'un réacteur industriel et il permet d'étudier le fonctionnement d'un RNR en sous-générateur de plutonium. Cependant le chargement é intervalle de trois ans devrait conduire é réserver Superphénix é la validation de technologies en fin de développement. De ce fait Superphénix ne peut pas se substituer é Phénix en tant que réacteur de recherche. L'étude de l'incinération des actinides dans les RNR impose des expérimentations diversifiées dans des réacteurs tels que Superphénix et Phénix. p.13
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| 4.5. La contribution de Superphénix
Le réacteur Superphénix a été construit pour produire de l'électricité et du plutonium destiné é étre utilisé comme combustible industriel. Dans la perspective étudiée ici qui consiste é contréler au mieux les inventaires d'actinides, il conviendrait é l'évidence de faire fonctionner Superphénix en sous-générateur. Il suffit pour cela de ne pas le doter de couvertures fertiles. Toutefois il ne peut étre transformé en réacteur incinérateur d'actinides é l'échelle industrielle. Cependant les réacteurs incinérateurs que l'on peut aujourd'hui envisager auraient de nombreuses technologies en commun avec Superphénix. Le retour d'expérience sur ce reacteur profite donc é l'ensemble des développements futurs sur les RNR quelle que soit leur configuration. Compte tenu des contraintes techniques, Superphénix ne pourra pas fonctionner en sous-générateur avant cinq ans. Il sera alors possible de mener dans son coeur des expériences d'incinération d'actinides. Dans cette perspective, le troisiéme coeur de Superphénix devrait comporter des innovations importantes par rapport aux coeurs précédents et les études correspondantes devraient étre entreprises dés maintenant. Compte tenu du coét et des contraintes d'exploitation de Superphénix, ces expériences devraient rester compatibles avec le fonctionnement électrogéne du réacteur. Superphénix se préte é des expériences d'incinération qui apparaissent complémentaires de celles réalisables auprés de Phénix pour les raisons suivantes: - volume disponible élevé pour les expériences, - faible sensibilité du coeur aux perturbations, - flux neutronique élevé et représentatif des réacteurs de grande puissance (dés lors que Superphénix fonctionnerait é sa puissance nominale). Ces caractéristiques et la durée des essais sont bien adaptées é la validation d'assemblages prototypes, mis au point par des expériences plus légéres dans des réacteurs d'études. Superphénix peut donc étre un outil de validation des éléments du combustible d'un RNR industriel incinérateur, en aval des recherches conduites auprés d'un réacteur souple et bien adapté de type Phénix. Dés lors qu'un programme industriel associant des REP et des RNR incinérateurs serait mis en route avec l'objectif de stabiliser l'inventaire de plutonium et d'actinides mineurs, une telle validation serait indispensable, et Superphénix constituerait le réacteur prototype qui permettrait d'y procéder. Il convient de rappeler ici que ce rapport ne se prononce que sur l'utilisation spécifique de Superphénix dans la perspective de l'incinération des produits du cycle électronucléaire et que l'examen de la contribution que pourraient apporter é long terme les RNR é la politique énergétique, et du réle particulier de Superphénix dans une telle perspective ne relévent pas du domaine de compétence de ce rapport. Superphénix peut contribuer aux recherches sur l'aval du cycle de deux maniéres: d'une part par le retour d'expérience en vue de la construction des futurs RNR incinérateurs, d'autre part par la validation de l'utilisation de combustibles assurant l'incinération d'actinides é une échelle industrielle. 4.6. La transmutation des produits de fission Les produits de fission é vie longue représentent une part notable de la nocivité é long terme des déchets. Ils ne sont pas fissionnables, leur transmutation dans les réacteurs est é priori difficile, du fait des sections efficaces neutroniques plus faibles. L'utilisation de faisceaux de particules générés par des accélerateurs ne permet actuellement d'atteindre une efficacité suffisante que si des réactions nucléaires bénéficiant de phénoménes de résonance permettaient de gagner plusieurs ordres de grandeur. (suite)
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Il est recommandé de renforcer les recherches de physique nucléaire dans ce domaine, de préférence dans le cadre d'une collaboration internationale. L'incinération dans des systémes hybrides (un accélérateur couplé é un réacteur sous-critique) proposée aux Etats-Unis nécessite des développements technologiques importants dans le domaine des accélérateurs et considérables dans celui des matériaux et des réacteurs (sel fondu, graphite, lithium fondu). Cette solution offre des perspectives trés intéressantes dans la réduction des inventaires. Il est recommandé que les acteurs franéais compétents contribuent é ces travaux sur le plan théorique. Un programme de recherches de base doit étre monté sur la transmutation des produits de fission, pour lesquels les solutious les plus innovantes doivent étre explorées. 4.7. Le programme de recherche sur l'aval du cycle La loi du 30 Décembre 1991 prescrit que "le gouvememcnt adressera au Parlement un rapport sur l'état d'avancement des recherches et développements concernant la gestion des déchets radioactifs" et que "l'ANDRA, en coopération notamment avec le CEA, participera é la définition et contribuera aux programmes de recherche et développement". Ces exigences impliquent la définition d'un programme national de recherche, associant les différents acteurs compétents dans les domaines prévus par la loi et rappelés au chapitre 1.3. En font évidemment partie le CEA et l'ANDRA. Doivent certainement étre aussi associés l'EDF, exploitant électronucléaire, et la COGEMA opérateur industriel du retraitement. L'ouverture des recherches sur les sciences de la terre, la physique nucléaire, la radiochimie et enfin la chimie industrielle justifie que des organismes tels le CNRS, le BRGM et les établissements d'enseignement supérieur participent é la définition et é la réalisation du programme. Il est urgent que les pouvoirs publics prennent les initiatives et mettent en place les structures habilitées é définir et piloter ces recherches et capables de mobiliser les moyens, notamment budgétaires, nécessaires é leur réalisation. La mobilisation des capacités nationales devrait s'accompagner d'une ouverture accrue é la coopération internationale notamment avec les pays de la communauté européenne, les Etats-Unis, le Japon et la Russie. Les principaux axes de recherche qui peuvent étre identifiés actuellement, sont les suivants: - la poursuite des études sur le stockage géologique en utilisant en particulier les laboratoires souterrains, en prenant en compte les différentes options: stockage direct, stockage aprés retraitement simple des combustibles uranium ou MOX, stockage aprés retraitement poussé etc. - l'optimisation des REP actuels et futurs avec pour objectif une minimisation de la radiotoxicité des produits de fin de cycle, un traitement plus aisé des combustibles irradiés, ou l'incinération de certains actinides, - l'ensemble des procédés de retraitement poussé en vue de l'incinération ou de la stabilisation chimique des déchets, - l'incinération des actinides dans les RNR, - l'étude des réactions nucléaires pouvant étre utilisées pour transmuter efficacement les produits de fission, - l'étude de faisabilité de dispositifs susceptibles de réduire fortement les inventaires de produits radioactifs et de les mettre en oeuvre (accélérateurs seuls ou couplés é des réacteurs sous-critiques, réacteurs é haut flux). Il est urgent de définir et d'entreprendre le programme de recherches diversifié prévu par la loi du 30 décembre 1991. L'organisation de ce programme doit étre précisée. Il doit étre ouvert é de nouveaux acteurs nationaux et é la coopération internationale. p.14
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| Remarque préliminaire
L'objet de ce rapport est "Le traitement des produits de la fin du cycle électronucléaire et la contribution possible de Superphénix". En conséquence les 7 premiéres pages du rapport (sur 22) qui, sous l'intitulé "présentation générale" rappellent les acquis du programme électronucléaire franéais sont hors sujet et n'apportent aucun éclaircissement sur l'utilisation de Superphénix pour résoudre les problémes de fin de cycle. 1. Présentation générale
(suite)
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Ce fut, alors, considéré par les responsables du nucléaire français comme une ingérence intolérable (Cf. les réunions du Conseil Supérieur de Sûreté Nucléaire où furent présentés les divers rapports "Castaing"). Il est écrit en 1.2, dernier § que: Si on enfouit le Pu avec les déchets on va créer des "mines" dont l'exploitation par les générations futures pourrait déboucher sur la constitution d'arsenaux nucléaires.Comme par ailleurs il est dit que ces risques d'intrusion en raison des "barrières institutionnelles" ne devraient pas intervenir avant plusieurs millénaires, on peut imaginer que ces générations futures vont se trouver dans la situation de l'archéologue qui déterre des glaives romains. Vu les progrès (ééé) de la science et l'amélioration de l'art de s'entre-tuer, il est probable que l'armement nucléaire tel que nous le concevons aujourd'hui sera obsolète dans quelques millénaires et donc que la bombe à fission sera une pièce de musée. 1.2. Le développement des réacteurs à neutrons rapides Le programme de RNR "a connu en France et dans le monde des débuts prometteurs... Ce projet a été dés ses débuts l'objet d'oppositions et de critiques...". On pourrait éviter de réécrire l'histoire. - Les RNR ont été arrêtés aux USA, d'une part parce qu'un coeur de prototype a fondu et d'autre part parce qu'ils n'ont pas réussi à mettre en place une sûreté suffisante pour Clinch River (300 MWé seulement). - Quant aux oppositions françaises elles n'ont rien pu faire comme d'habitude mais Superphénix est tombé en panne sans aide extérieure!! La fin du cycle reste un problème sans solution: comment peut-on envisager les RNR et rien qu'euxé Il est manifeste qu'il s'agit d'un parti pris maintes fois dénoncé. Quand va-ton admettre de chercher toutes les pistes et pas seulement celles prônées par le CEA depuis 1964. A force de laisser à d'autres pays le soin d'examiner les autres solutions on devra à terme leur acheter leurs techniques. La France, 2ème puissance nucléaire mondiale, ne peut se permettre ce luxe. Or les rédacteurs proposent bien des voies alternatives mais après avoir tellement misé sur autre chose (le recours au RNR) que cela ne va pas encourager le CEA a faire un effort. Remarquons d'ailleurs que cette attitude - utilisation des RNR - est toute récente car la dernière thèse sur le sujet date de 1978 et conclut à la non faisabilité industrielle. Mieux, elle montre que l'on peut brûler des actinides et du plutonium mais que cela ne résout rien du tout quant à l'accroissement des stocks de déchets. En ce qui concerne Superphénix, attendons le nouveau dossier de sûreté pour statuer sur la prise en compte des "exigences nouvelles en matière de sûreté" mais rappelons le rapport de la DSIN: "...Ces différentes considérations conduisent à penser que le développement de futurs réacteurs rapides nécessiteraient de réexaminer et vraisemblablement de modifier de manière assez importante la conception de ces réacteurs." p.15
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| Les auteurs auraient pu faire
moins court sur un tel sujet et tenir compte des réserves de la
DSIN avant de se lancer dans une prospective d'utilisation d'un réacteur
qui en 6 ans a fonctionné l'équivalent de 6 mois!
Cependant à notre avis les incidents répétitifs et sans explication aussi bien à Phénix qu'à Superphénix obligent à exiger l'arrêt des RNR français actuels. 1.2.2 Le traitement et le stockage des produits de fin de cycle Qualifier le stockage en profondeur de solution de référence est une extrapolation des travaux qui vont être menés pendant 15 ans dans des laboratoires. Si on pose les conclusions avant d'avoir fait travailler les laboratoires il ne faut pas s'étonner des réticences des populations concernées. En effet rien ne permet une telle conclusion. La comparaison entre les études in situ est difficile car ces sites n'ont aucun point commun et on ne peut pas étendre les résultats d'un site à un autre site. Quant aux simulations elles se valident sur un site et ne peuvent être étendues aux autres par manque de recoupement entre les différentes structures. Il est donc pour le moins prématuré de conclure que le stockage souterrain est LA solution, c'est une voie à explorer mais elle n'a pas de priorité. 1.3 La fin du cycle et la loi Une loi votée en 1991 a permis au pouvoir législatif d'intervenir sur le nucléaire. Il faut maintenant mettre en place les décrets et surtout ne rien faire d'irréversible. Notons une incohérence qui est par nature maladroite: page 5 il est dit que la loi "édicte un moratoire de 15 ans avant tout stockage souterrain", puis page7 "première étape dans 15 ans", page 10 "phase d'attente de 15 ans qui sera mise à profit pour tester la tenue des conditionnements actuels", pourquoi ce délai se transforme-t-il page 17 en "un délai ne pouvant excéder 15 ans avant la création de stockage souterrain."é Il est regrettable que les rédacteurs interprètent la loi dans le sens qui les arrangent. La loi établit un délai de 15 ans pour faire des études et donne 15 ans maximun pour un examen des résultats. Il y a déja suffisamment de points d'ombre et de suspicion possible dans le texte. Les réserves des Associations sont légitimées par un tel rapport car il pourrait être établi que le stockage souterrain est une aberration. Que ferait-oné Le rapport tel quel suggère qu'on fera du stockage profond quand même. 1.4 Quelles recherches pour la fin du cycleé Il est admirable de lire "la réflexion sur l'aval du cycle et celle de l'avenir des RNR sont donc inséparable" mais on aurait pu ajouter que ne pas retraiter pouvait aussi être une voie. On aurait pu aussi écrire que limiter le programme à ce qu'on est capable de gérer en est une autre à explorer. On pourrait faire des réacteurs du futur avec un cycle comme celui des Candu où retraiter est inutile parce que le combustible usé ne contient plus assez de produits fissiles. Il est juste dit que "les combustibles usés soient optimisés vis à vis du traitement envisagé ou du stockage." Il est reconnu que "une solution durable pour l'aval du cycle demandera un effort de recherche diversifiée s'étendant de la recherche de base vers la recherche technologique, et couvrant plusieurs décennies." 2. Hypothèses de base pour la réflexion
sur le traitement des produits de fin de cycle nucléaire
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Intéressant si on se rappelle qu'il faut un RNR pour environ 3 REP comme cela est écrit page 15: "Sous réserve des résultats des études, expériences et évolution des REP et RNR de nouvelle génération, on peut estimer que la solution d'équilibre correspondrait à environ 1 RNR pour 2 à 4 REP." Cette manie de toujours donner les conclusions des études avant de les faire tourne à l'obsession et rend les études suspectes. 3. Les différentes voies de gestion des déchets
nucléaires
p.16
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| 3.1.4 Le stockage réversible en subsurface
6 lignes pour admettre que cela garantit réversibilité et intervention. C'est peu mais enfin c'est écrit. 3.2 Le retraitement poussé 3 points restent pendants: - Le volume de déchets B n'est pas connu et doit être évalué - Le volume total de déchets supplémentaires doit être estimé et le stockage de ces déchets supplémentaires doit être au moins envisagé. - Le coût qui dépend des solutions qui sont à élaborer Cette voie est donc impossible à prendre en compte sans une étude sérieuse. On ne peut se contenter des études sur des éprouvettes. 3.3 L'incinération des actinides Comme on ne sait pas faire le retraitement poussé sauf en labo sur de très faibles quantités, que l'on n'a pas étudié ses incidences sur le volume des déchets, il n'est pas correct d'envisager des solutions qui ne sont que des fictions. - Incinération en REP, en RNR Le MOX n'est pas une solution et comme on défend les RNR on dit la vérité à savoir: "La formation de plutonium 238 et 242, qui sont des poisons neutroniques, limitent probablement à un ou deux le nombre de recyclage en REP." L'analyse des possibilités de Phénix ou Superphénix n'a de sens que parce que le rapport doit parler des RNR. Sinon aucun des 2 n'a jamais été testés avec des aiguilles en quantité significative : Phénix quelques essais, Superphénix aucun. - Incinération par accélérateur Il s'agit de solutions exigeant des recherches, encore des recherches et de toute façon ne pouvant être envisagé que pour de très faibles quantités. A dire vrai la solution qui consiste à ne pas retraiter évite aussi de se triturer les méninges sur des problèmes qui ne règlent en rien la gestion des déchets (en y incluant le Pu) Quant à l'incinération couplée REP - RNR elle oblige à mettre en oeuvre un parc de 10 à 15 RNR en 30 à 40 ans, ce qui n'est pas envisageable au triple plan technique, financier et délais de construction, comme d'ailleurs c'est écrit page 8 du présent rapport: page 14: Le rapport souligne: "les RNR semblent pouvoir fonctionner avec des taux de génération pour le plutonium très variables autorisant des fonctionnement en surgénérateur ou à l'inverse en incinérateur" et "Les RNR incinérateurs seraient assez sensiblement différents de Superphénix..." "Ces programmes de recherche dureraient 15 à 20 ans" (suite)
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Et pendant ce temps là: - on accumulerait les stocks de Pu venant du retraitement (pour 50 réacteurs, 12 tonnes environ par AN). Heureusement qu'actuellement la Hague avec 800 tonnes dévolues aux combustibles étrangers, on ne retraite que l'équivalent de 25 réacteurs. On a donc 6 tonnes sur les bras et 6 tonnes à faire voyager!! - on accumulerait les sauces radioactives pour pouvoir faire de la séparation, - on construirait des accélérateurs, etc. Et tout est gratuit bien sûr!!! Ce qui est prodigieux c'est cette affirmation: "Les calculs laissent entrevoir des perspectives très séduisantes quant aux performances que l'on pourrait atteindre avec un tel équipement (système couplé accélérateur de protons et un réacteur). Il serait producteur d'énergie, n'immobiliserait dans son inventaire que quelques dizaines de kilogrammes de produits radioactifs, éliminant le problème du traitement des produits en fin de cycle et pourrait fonctionner comme réacteur électrogène autonome avec un combustible au thorium." On doit rêver mais là c'est pire. Grâce à ces idées révolutionnaires on oublie les tas actuels et on se projette vers l'avenir lointain. A chaque joujou on a toujours vu tout propre. Mais tristement il faut revenir à la réalité: le retraitement engendre des déchets et on ne pourra jarnais y échapper!! 3.4 Les voies de recherche pour le long terme. - Elimination des produits de fission Au bout de 10 ans on doit encore se soucier du césium 137. Même si à long terme c'est le césium 135 qui sera encore présent. 80 kg que multiplie 50 ça fait 4 tonnes de produits pour lesquels il faut: "une séparation isotopique" et comme ils ne fissionnent pas, avoir des flux élevés, etc. Ce n'est pas dit mais comme pour les actinides c'est déjà quasi impossible en quantité pondérale alors pour eux c'est sans espoir. 4. Recommandations et Conclusions
p.17
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