La G@zette Nucléaire sur le Net! 
N°4
LE TRAITEMENT DES COMBUSTIBLES IRRADIES

Où l'on apprendra comment les déchets nous sauveront de la disette uranifère
et comment les états «civilisés» veulent s'y prendre


     En effet, actuellement la filière la plus répandue sur le plan commercial est la filière à eau légère, qui consomme mal l'uranium. Chacun sait que ceci conduira, dans les années à venir, à une raréfaction de l'uranium sur le marché mondial (voir Gazette Nucléaire N°3). A partir de là, diverses voies sont possibles, à l'intérieur de l'option nucléaire:
     - payer l'uranium de plus en plus cher, et continuer de stocker les combustibles irradiés sans les retraiter,
     - retraiter un peu pour récupérer du plutonium que l'on recycle (1% environ) dans les combustibles oxydes,
     - enfin retraiter sur une grande échelle pour récupérer le maximum de plutonium afin d'alimenter la filière surgénératrice (le coeur de Superphénix contiendra 4 tonnes de plutonium).
     La première hypothèse de travail conduira dans les dix prochaines années à une impasse. En effet, contrairement à ce qui est souvent répandu dans les milieux officiels, l'uranium n'est pas un minerai en quantité inépuisable, car son extraction de l'eau de mer représente un problème considérable du point de vue financier, pollution et même faisabilité en ce qui concerne le rendement énergétique de l'opération (voir Gazette Nucléaire n°3). Aussi devra-t-on se rabattre assez vite sur des minerais à haute et moyenne teneur que l'on n'a pas encore trouvés, si l'on veut arriver à produire les 200.000 tonnes/an vers 1985. C'est pourquoi la voie surgénératrice, de ce point de vue, apparaît comme «la solution» à la raréfaction de l'uranium.
     La France, pour sa part, veut s'engager dans cette voie, alors que les Etats-Unis hésitent devant la commercialisation des surgénérateurs. Il y a plusieurs raisons à ces différences de stratégie énergétique:
     D'abord les Etats-Unis disposent de ressources énergétiques considérables sur leur propre territoire (schistes bitumineux, pétrole, gaz, charbon...). Ils s'approvisionnent très largement dans de nombreux pays qui se trouvent sous leur domination, notamment en Amérique Latine. Ensuite, ces dernières années, sous la pression des groupes de défense de l'environnement et de consommateurs (Ralph Nader), le N.R.C. (Nuclear Regulation Committee) a renforcé les règles de sécurité, a rendu plus longs, plus difficiles, les procédures administratives d'autorisation. Cette situation a par exemple eu pour effet de décourager la General Electric, qui semble sur le point d'abandonner son nouveau projet d'usine de retraitement de 500 t/an vers 1983 (rappelons que c'est la même firme qui a échoué en 1973 dans la mise en route d'une usine à Morris, utilisant un procédé d'extraction de l'uranium et du plutonium des déchets hautement radioactifs par voie sèche). 
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     Mais c'est la position politique par rapport au problème de la dissémination des armes atomiques, conçue comme conséquence de la dissémination du plutonium, qui a récemment  amené  le  gouvernement américain à renoncer sur son propre territoire au retraitement, suivant en cela les recommandations du rapport Fri (voir Le Monde du 2.1 1.76).
     Sur le plan International, Kissinger a récemment lancé l'idée de centres mondiaux de stockage (peut-être même de retraitement) sous contrôle «international», c'est-à-dire sous contrôle américain. Tout ceci laisse penser qu'aux U.S.A., le retraitement sera très limité et sous contrôle gouvernemental, voire même complètement pris en charge par l'Etat. En somme, le passage du privé au secteur public!
     La situation est tout à fait différente en Europe. Dès 1971, la France, la Grande-Bretagne et la R.F.A. ont mis leurs efforts en commun en créant UNIREP (United Reprocessors) pour la commercialisation du retraitement, car
il y a là un véritable marché à saisir, d'autant plus intéressant que les Américains n'apparaissent pas comme des concurrents. Le client «sérieux» serait d'abord le Japon, grand producteur de déchets dans les années à venir, et qui ne souhaite pas les garder sur son territoire en raison des risques liés aux tremblements de terre. Un contrat de retraitement à long terme (au moins jusqu'en l985) vient d'être signé, aux termes duquel la France et la Grande-Bretagne se partageront fifty fifty le marché japonais (plusieurs centaines de tonnes, et l.000 tonnes/an vers 1984). Evidemment, UNIREP ne désespère pas d'obtenir aussi les déchets américains. Aussi, le gouvernement français considère le retraitement sous deux angles récupération du plutonium pour la filière surgénératrice, rentabilisation commerciale.
     Cette dernière, à son tour, revêt deux aspects complémentaires. D'abord le retraitement en France de déchets de provenance étrangère (ça fait rentrer des devises), pour lequel il a été créé une filiale privatisée du C.E.A., la COGEMA, chargée de tous les aspects industriels et commerciaux du combustible nucléaire (depuis la mine au retraitement inclus). Ensuite, encouragement à l'industrie privée (Framatome, P.U.K., par ex,) qui est invitée à exporter la technologie nucléaire, et notamment des usines de retraitement (par ex. vers le Pakistan, et la Corée du Sud   pour cette dernière sans succès).
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Où l'on verra, une fois de plus, les travailleurs se mettre en travers du Progrès
et du Bonheur de la Société de Consommation

     C'est précisément contre cette évolution, qui ne fait qu'aggraver les conditions de travail propres à ces usines, que les travailleurs de La Hague sont en grève depuis maintenant plus d'un mois. En effet, la logique du programme électronucléaire français (surgénérateur, donc production massive de plutonium) avec ses modalités industrielles (retraitement considéré comme source de profit) conduit à des situations dangereuses:
     1 - Sur le plan des travailleurs, conditions de travail de plus en plus éprouvantes. A ce sujet, on se réfèrera utilement au travail d'un collectif de militants C.F.D.T. de La Hague qui décrivent l'usine vue par ceux qui y travaillent[3]. Il apparaît que, pour le démarrage de H.A.O., on a voulu aller vite (il y avait déjà un retard d'un an), que des zones mal conçues étaient déjà tellement contaminées que le port du masque, voire du «shadock» était obligatoire. Ils ont révélé, ce que le C.E.A. tenait comme secret, l'augmentation progressive chaque année, d'une part, du taux moyen d'irradiation et d'autre part du nombre de personnes traitées pour contamination (voir tableau 2).
     D'une manière évidente, le retraitement de combustibles très irradiés (filière à eau légère), en quantité industrielle et dans le cadre de la rentabilisation du retraitement et de sa finalité pressante (il faut extraire vite le plutonium pour le surgénérateur) et peut se faire qu'au détriment des travailleurs de ces usines. Aussi ceux-ci ont-ils bien l'intention de se défendre; c'est ce qu'ils font actuellement à La Hague et à Marcoule.


Où l'on apprend ce qu'est une industrie propre

     2. Sur le plan de l'environnement, l'usine de retraitement, telle qu'elle est conçue actuellement, est de loin la plus polluante du cycle du combustible (voir encart N°1). En effet, le retraitement s'accompagne de rejets gazeux radioactifs (totalité du 85Kr, soit 9 millions de curies/an[4] lorsque La Hague traitera 800 tonnes/an), de rejets liquides (totalité du tritium, soit environ 500.000 curies/an pour 800 tonnes des produits de fission (137Cs, 92Sr, 106Ru) émetteurs b, g (et des transuraniens émetteurs a). Il s'accompagne également de stocks de déchets solide et liquides de volume important, mais de moyennes activités (mais pouvant être émetteurs a) et enfin de déchets de forte activité (produits de fission). Les ordres de grandeur sont fournis au tableau 3.

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Tableau 3
Composition des combustibles irradiés en volumes de déchets stockés

     A. Les déchets annuels provenant d'un réacteur de 1.000 MW(e) fonctionnant à 100 % comportent:
     1. 100 à 300 m3 de déchets solides d'environ 1 Ci/m3 d'activité moyenne.
     2. 32 tonnes de combustibles irradiés qui ont séjourné 5 mois en piscine et qui conduisent après séparation mécanique, chimique et conditionnement à 15 m3 de produits de fission concentrés stockés dans des inoxydables, destinés à être vitrifiés après les 5 ans de stockage (1,5 à 2,5 m3 de verre) (activité 130.106 Curies après les 5 ans de stockage)
     - 9 tonnes de gaines
     - des produits de fission gazeux:
     - 85Kr (10 - 8 ans) 383.000 Ci
     129I (1.7.107 ans) 1 Ci
     131I (8,05 j) 60.1 Ci (après 5 mois de séjour en piscine au réacteur)
     - du Tritium (24.100 Ci) qui sera rejeté sous forme liquide à près de l00%.

     B. Volumes des déchets stockés: on distingue 3 types de déchets:
     1. faible et moyenne activité (non émetteur a)
     1975: 5.000 m3/an; 1985: 13.000 m3/an; 2000: 40.000 m3/an
     2. faible et moyenne activité (émetteur a)
     1975: 400 m3/ann;1985: 1100 m3/an; 2000: 8.000 m3/an
     3. forte activité (produits de fission)
     1975: 200 m3/an; 1985: 550 m3/an; 2000: 2.000 m3/an

     Avec l'augmentation de tonnage et le passage au combustible oxyde, on s'attend à ce que La Hague rejette bien plus de corps radioactifs qu'auparavant, notamment à la mer. Ainsi, rien que pour les transuraniens, émetteurs a le rejet était de 27 Ci en 1974. A partir du traitement de 300 tonnes, on estime que cette quantité dépassera les 90 Ci[5], qui est la limite imposée actuellement par arrêté préfectoral.
 
 
 
 
 

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Tableau 2
Données relatives à l'usine de retraitement de la Hague
Référence: Service de sécurité du Centre de la Hague, estimé par le SNPEA CFDT
Année
Combustible métal traité
(tonnes)
Combustible oxyde traité
(tonnes)
Dose moyenne pour agents
(mrem)
Nombre de personnes traitées pour contamination interne
1971
160
0
265
1
1972
250
0
330
6
1973
210
0
438
19
1974
650
0
445
140
1975
550
0
495
205
1976
400
100
1.500
 
1977
400
200
2.300
 
1978
0
400
4.000
 
1979
0
600
6.000
 
1980
0
800
8.000
 

3. Voir note 2. Voir aussi le film tourné par les travailleurs de La Hague avec l'aide de SPNPEA-CFDT: «Condamnés à réussir».
4. Le Curie: unité de désintégration: 30 milliards de désintégration par seconde, c'est-à-dire la radioactivité de lg de 225Ra. Pour fixer les idées, signalons que la charge maximale admissible de plutonium pour l'homme varie entre 50 et 200 milliardième de Curie selon le tissu «critique» envisagé.


     Aussi, dès 1976, les demandes officielles de rejets portent déjà sur des quantités plus importantes, du moins en ce qui concerne l'activité b passage de 45.000 à 125.000 Ci tritium inclus). En ce qui concerne les rejets liquides et gazeux, les autorités «responsables» s'appuient toujours sur les C.M.A. fixés par la C.I.P.R. voilà bientôt 25 ans et sur l'idée que les radioéléments se diluent parfaitement soit dans la mer, soit dans l'air. Or, à ce sujet, on peut faire les remarques suivantes:
     a) la notion de C.M.A. est un compromis entre les connaissances que l'on a à une époque sur la nocivité de tel ou tel radioélément et le bénéfice éventuel que l'on peut tirer de l'industrie nucléaire. Ceci est explicitement contenu dans le paragraphe 32 C des recommandations de la CIPR qui stipule: «La Commission a donc recommandé une dose génétique maximale admissible de 5 rems, en se fondant sur le principe que la charge qui en résulterait pour la sociéte serait acceptable et justifiée si l'on considère les avantages probablement de plus en plus grands qui résulteront de l'extension des applications de l'énergie atomique». La C.M.A. est donc essentiellement changeante, et il est par principe dangereux de rejeter un radioélément de période longue (comme le 85Kr ou le tritium) sans se soucier qu'à une époque ultérieure, lorsque ce radioélément se sera accumulé, on puisse être amené à diminuer sa C.M.A.
     b) En ce qui concerne la dilution «parfaite», les phénomènes de reconcentration éventuelle dans les chaînes alimentaires ne sont pas pris en compte. On se rappelle ce qui s'est passé avec les Gallois qui retrouvèrent dans leur pain d'algue du 106Ru rejeté à la mer par l'usine de Windscale!
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     On a aussi constaté (contrôles de radioactivité effectués par le Centre de La Hague) que si la radioactivité artificielle de l'eau, au large de La Hague, restait très inférieure à la radioactivité naturelle, il n'en était pas de même pour certaines algues, mollusques et crustacés qui présentent des phénomènes de concentration. A titre d'exemple, dans des algues corallines, l'activité naturelle est de 4 pCi/g; l'activité artificielle est passée de 4 à 27 pCi/g entre 1972 et 1974. Dans les crabes, même phénomène  l'activité artificielle passe de 1 à 3 pCi/g, alors que l'activité naturelle est de 2 pCi/g. Le pCi représente le millionième du millionième de curie.
     A part les rejets, il y a les stocks de déchets radioactifs formés tout le long de la chaîne du retraitement: déchets de gaines, effluents chimiques notamment du phosphate tributylique, boues, etc. Une partie faible (0,2 à 0,6%) du plutonium reste mélangée à ces déchets. Le plus gros problème reste évidemment les déchets de haute activité, pour lesquels aucune solution satisfaisante n'a été vraiment trouvée. Ceux-ci sont formés de produits de fission, de la totalité de l'Americium et du Curium et d'une fraction faible (0,2 à 0,5%) du plutonium. A part quelques-uns de très longue période (99Tc par exemple), les produits de fission disparaissent en gros au bout de 800 ans. En ce qui concerne les transuraniens, émetteurs a, on distinguera généralement trois échelles de temps: celle du Curium qui s'étend environ sur 34 ans, celle de l'Americium qui va jusque vers 3.000 ans, et enfin celle du Plutonium (généré essentiellement à partir du 242Cm) qui s'étend au-delà de 100.000 ans.
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5. Selon M. Sousselier, Directeur adjoint à la production du Plutonium, 1/10.000 du Plutonium serait rejeté dans l'environnement au niveau des usines de retraitement.
Où l'on respire en apprenant que l'arbre de Décision planté par les «experts» de l'industrie nucléaire
pourrait porter ses fruits dans 1.000 ans au lieu 100.000 ans et plus
     Divers scénarios peuvent être envisagés pour le confinement de ces produits:
     Hypothese' 1: on ne sépare pas les Americium, les Curium et les reliquats de Plutonium des produits de fission. Il faut alors, après un stockage transitoire de refroidissement (les déchets de haute activité dégagent environ 200 kW/ m3 de chaleur 10 ans après avoir été retirés du réacteur), prévoir un stockage définitif sur des millions d'années (à cause des transuraniens).

Hypothèse 2 : on sépare la totalité des transuraniens d'avec les produits de fission. D'un côté les produits de fission doivent alors être stockés sur une échelle de temps plus courte, de l'ordre de mille ans, d'un autre côté deux possibilités peuvent être envisagées pour les transuraniens

a) l'élimination  spatiale  (ils  pèsent moins lourds que les produits de fission:
environ  300 kg/an/par réacteur de 1.000 MW(e)
b) la transmutation qui a pour but de transformer, par fission dans un réacteur à neutrons rapides, les transuraniens en produits de fission, de manière à se ramener au stockage « millénaire »de ceux-ci.

Examinons chacune de ces hypothèses

L'hypothèse  1  suppose réglé un confinement définitif sur notre planète. Les experts penchent actuellement pour des structures géologiques continentales profondes qui recevraient ces déchets vitrifiés. D'après des experts, récemment réunis par le « Groupe Interministériel d'Evaluation de l'Environnement »  et  qui formèrent le Groupe de Travail « ~valuation des Options Techniques sur les déchets radioactifs » ~anvier 1976), « un accident maximal constitué par une conjonction de circulations d'eaux souterraines entraînant vers la biosphère des fuites notables de radioéléments que relacheraient des défaillances simultanées de toutes les barrières, tout en étant de probabilité faible, n'est pas totalement impossible ». De fait, on sait qu'aux ~tatsUnis, la seule mine de sel désaffectée qui avait été retenue, située à Kansas, s'était avérée perméable à l'eau. De plus, on connaît très mal tous les paramètres caractérisant le transfert ou la rétention physico-chimique des éléments par ad
sorption. Tabler sur l'hypothèse 1 semble actuellement pour le moins aventureux.
La séparation chimique considérée dans l'hypothèse 2 au niveau de l'usine de retraitement, n'est absolument pas au point. Elle est actuellement à l'étude au niveau du laboratoire (notamment à Oak Ridge). Elle se heurte à la difficulté suivante : une séparation chimique très complète implique généralement sur le plan industriel la production de grandes quantités de solvants, solutions aqueuses actives, etc., qu'il faut de nouveau purifier. En effet, pour être ramené à un stockage « millénaire », il faut effectuer des cycles de séparation conduisant à des facteurs de récupération de l'ordre de 50 pour le plutonium et de 1000 pour l'Americium et le Curium. On en est donc à étudier le principe d'un procédé évitant cet inconvénient. A supposer cependant que les transuraniens aient été complètement séparés, la faisabilité industrielle de la transmutation et de l'évacuation spatiale est loin d'être évidente.

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En ce qui concerne le C.E.A., on s'oriente vers le schéma suivant : non séparation des transuraniens, vitrification et espoir que plus tard (d'ici 50 à100 ans) on ait trouvé ~ine « meilleure »solution pour reprendre les déchets contenus dans ces verres pour s'en débarrasser. D'autre part, le stockage définitif sur des millions d'années est toujours considéré ! Il s'agit tout de même d'un véritable pari.

Mais le plus gros pari est probablement celui que l'on fait sur les capacités politiques des sociétés futures de régler le problème de nos déchets, à supposer même qu'elles en aient les capacités techrnques. En effet, le plus gros danger est le laxisme, la notion de « problèmes
prioritaires à régler », de « restrictions financières », etc., qui risquent fort de conduire à une situation où on laissera tranquillement les déchets dans des cuves en inox, ou sous formes vitrifiées dans des casemats bétonnées (il y en aura alors beaucoup>, en remettant toujours à plus tard leur évacuation « définitive ». Des accidents pourront alors se produire (rappelons-nous des fuites dans les cuves en acier de l'aire de stockage de Hamford aux USA), et l'on considèrera alors devant l'ampleur du problème qu'il est urgent d'attendre
En somme une pollution rampante, insidieuse dont les gouvernements risquent de prendre leur parti. C'est pourquoi il faut que les reponsables administrent la preuve que les déchets seront pris dès maintenant en compte par eux-mêmes, avant même de se lancer dans leur production massive.
Donc, du point de vue de l'environnement, on peut dire ~ue

a) en ée qui concerne les rejets, il n'a pas été donné une priorité à la rétention (c'est-à-dire à un stockage provisoire permettant à la radioactivité de décroître) du 85Kr et du tritium (cette rétention serait tout de même prévue pour la fin du siècle, à une époque où l'accumulation de 85Kr conduira à des phénomènes de reconcentration au niveau de certains usages industriels, et où le tritium « civil » aura largement atteint, puis dépassé, le tritium « militaire » dispersé dans l'environnement par les explosions nucléaires des années 60. D'ailleurs une des raisons de l'arrêt des explosions  nucléaires  atmosphériques, était liée à la pollution radioactive provenant de ces expériences. Les expériences souterraines par contre, continuèrent par la suite. Ceci ne fait que confirmer que le retraitement est conçu d'abord sous son aspect commercial et rentable.

b) En ce qui concerne l'avenir des déchets de haute activité, on est dans une totale incertitude sur leurs effets à long terme. Il est vrai que l'on n'a peut-être pas à se soucier des générations futures et que, ce qui compte, c'est que le système actuel de gaspillage continue à tourner.
 

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Où l'on voit qu'enfin les nations civilisées vont participer au véritable décollage technologique
des pays en «voie de développement»
     Sur le plan international, il apparaît que le retraitement conduit à la dissémination du plutonium à travers le monde Ceci peut se faire de différentes façons:
     1. retraitement de combustibles irradiés par les pays eux-mêmes ou par le vendeur qui réexpédie le plutonium à son client, 
     2. «retraitement» de combustibles neufs contenant du plutonium (combustible enrichi à 1% du Pu pour la filière à eau légère, combustible contenant 25% de Pu pour les surgénérateurs). Il faut dire ici que, contrairement à ce qui est souvent dit, ce plutonium, quelle que soit pratiquement sa composition isotopique, peut servir à faire une bombe atomique.
     Ceci nécessite environ 6 à 7 kg de plutonium issu d'un PWR (comparé à 4,4 kg pour du plutonium militaire enrichi à 80-90% en 239Pu) Il est enfin illusoire de compter sur l'A.I.E.A.[6] pour tenir un compte précis du plutonium stocké ou produit dans un réacteur (possibilité de piotage du réacteur - à l'insu de l'A.I.E.A.
- de manière à modifier la quantité et la composition isotopique du plutonium, possibilité de jouer sur les écarts de bilan du Pu dans les usines de retraitement).
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6. L'A.I.E.A. dispose de 80 inspecteurs pour 300 installations!
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