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N°98/99

LE CYCLE DU COMBUSTIBLE

Retraitement: état d'avancement des extensions de la Hague
     Autorisées par décret du 12 mai 1981, les extensions de l'usine de la Hague comportent 3 sous-ensembles:
     - l'usine UP3 (traitement des combustibles de type eau ordinaire) - 800 t/an destinée à exécuter les contrats de Cogema avec les électriciens étrangers, et entièrement préfinancée par ceux-ci;
     - l'usine UP2-800, d'une capacité de 800 t/an en combustibles de type eau ordinaire, également, destinée à couvrir les besoins d'EDF;
     - la station de traitement STE 3, conçue pour traiter les effluents liquides d'UP3 et UP2-800 sans remettre en cause les limites fixées par les autorisations de rejet actuelles.
     Les extensions de l'usine de la Hague représentent un investissement de 50 milliards de francs engagé sur une dizaine d'années. La capacité de retraitement des combustibles de type eau ordinaire de la Cogema passera ainsi de 400 à 1.600 tonnes/an.
     Les premières unités à être mises en service ont été les installations de réception, déchargement de stockage de combustibles (nouvelles piscines de la Hague - NPH - en 1981, Piscine C en 1984, Piscine D et l'atelier de déchargement à sec TO en 1986). La mise en service de la dernière piscine (piscine E) a été réalisée en juillet 1988.
     L'atelier de vitrification des solutions de haute activité de produits de fission (R7), rattaché à l'usine UP2-800, a été mis en service actif à partir du 29 mai 1989.

L'usine UP3
     L'usine UP3, qui constitue un ensemble homogène et regroupé dans l'espace d'ateliers remplissant l'ensemble des fonctions d'une usine de retraitement, conditionnement des déchets inclus, aurait dû démarrer en 1989 (premier cisaillage d'assemblages combustibles irradiés).
     Des difficultés apparues lors de la réalisation des dissolveurs de l'atelier de tête, dénommé Tl (voir détails en annexe 1), font glisser cette date d'environ un an.
     Ce délai est mis à profit pour tester l'ensemble de l'usine, hors l'atelier de tête Tl, avec des solutions d'essais ne contenant pas de produits de fission.
     1) essais avec des solutions d'uranium naturel. Ces essais se sont achevés durant le 2e trimestre 1989.
     2) essais avec des solutions d'uranium de retraitement, l'atelier Tl étant alors à l'arrêt. Ces essais sont en cours.
     3) essais en solution uranium + plutonium débarrassée des produits de fission pour tester l'ensemble du procédé chimique. Cette phase se déroulera de la fin de l'année 1989 jusqu'à la disponibilité de l'atelier Tl (prévu vers août 1990).
     Pour les essais en uranium de retraitement, puis en uranium et plutonium, les solutions proviendront de l'usine actuellement en fonctionnement (UP2). Pour cela, la Cogema a mis en place une canalisation entre l'usine UP2 et l'usine UP3. Cette solution de «bouclage» prévue à titre transitoire par la Cogema permettra de tester complètement les fonctions du procédé chimique d'UP3 suivant une cadence adaptée, fonction de la bonne disponibilité des ateliers. Notons que la capacité globale de production restera jusqu'à la mise en service de l'atelier TI inchangée puisque les solutions proviendront uniquement du cisaillage des combustibles irradiés et de leur dissolution dans l'usine UP2.
     Ce schéma permet de qualifier l'usine UP3 (à l'exception de Tl, qui n'aura été qualifié que par des essais en uranium avant d'introduire des produits de fission, dont la radioactivité rend difficile une intervention sur les appareils procédés en cas de défaillance de ceux-ci, ou pour procéder à des dernières modifications compte tenu des enseignements tirés des différentes phases d'essais).

L'usine UP2-800
     La mise en service de l'usine UP2-800 est quant à elle prévue en 1992. Cette usine sera constituée, pour partie d'ateliers de l'usine actuelle UP2-400 remis à niveau suivant la technologie UP3 pour être réutilisées et pour partie de nouveaux ateliers dont la construction a débuté en 1985. Celle-ci est actuellement au stade de l'achèvement du génie civil et au début du montage des équipements, pour ce qui concerne les ateliers R1 (cisaillage-dissolution) et R2 (co-extraction de l'uranium et du plutonium pour les séparer des produits de fission).
La station de traitement des effluents liquides STE 3
     La nouvelle station de traitement des effluents liquides STE 3 est destinée à traiter l'ensemble des effluents radioactifs liquides en provenance des usines UP2 et UP2-800. 
     Cette installation comporte une chaîne de traitement chimique pour décontaminer par coprécipitation les effluents. Après décantation et filtrage, les eaux sont rejetées en mer suivant les prescriptions prévues dans l'arrêté de rejet d'effluents liquides radioactifs. Les boues issues du traitement sont incorporées dans du bitume.

suite:
     Le 28 décembre 1987, le ministre de l'industrie, des P et T et du tourisme a autorisé la compagnie générale des matières nucléaires à mettre en œuvre dans la STE 3 des effluents radioactifs provenant de l'usine UP2-400.
     Cette autorisation est assortie de prescriptions techniques provisoires relatives à la sûreté de l'installation et à la qualité des déchets produits. En particulier, l'activité contenue dans les fûts de déchets (boues de coprécipitation enrobés dans du bitume) est limitée à 3,7 TBq (100 Ci) b-g, hors 241 Pu, et à 18,5 GBq (0,5 Ci) a
     La présence de fissures sur les cuves en zirconium ayant été mise en évidence lors de contrôles complémentaires, la Cogéma a rebuté ces cuves et commandé une chaîne complète en acier inoxydable. Le procédé chimique de traitement des effluents a été adapté à ce matériau, le procédé utilisé dans la STE 2 a été reconduit après s'être assuré qu'il était compatible avec les objectifs fixés (décontamination, bitumages...).
     Le 29 mars 1989 le chef du SCSIN a autorisé la Cogéma à effectuer des essais d'enrobage des boues de coprécipitation actives en provenance de la STE 2 sur les chaînes d'enrobage de la STE 3. Trois campagnes portant sur 45 fûts de 200 1 chacune se sont déroulées à partir de fin mai 1989. Ces opérations visaient à essayer les chaînes de bitumage en actif avant l'arrivée des flux principaux d'UP3.
     Compte tenu de la nécessité de traiter en ligne les effluents en provenance d'UP3 et de leur niveau d'activité, il est indispensable de pouvoir enrober les boues de coprécipitation de ces effluents dans du bitume avec un niveau d'activité volumique d'enrobé sensiblement supérieur à celui actuellement autorisé. Pour permettre à la Cogéma d'étayer son dossier dans ce sens, le chef du service central de la sûreté des installations nucléaires a accordé le 28 juin 1989 une dérogation autorisant la Cogéma à effectuer des essais d'enrobage avec des boues dont les activités a et b-g sont voisines respectivement de 81.4 GBq (2.2 Ci) et 20.35 TBq (550 Ci), hors 242 Pu. L'objectif est de produire des fûts représentatifs des futurs fûts de boues enrobées dans du bitume de la STE 3 afin d'acquérir sur le comportement du bitume les connaissances complémentaires nécessaires à l'établissement des spécifications définitives des déchets conditionnés de cette façon.
     L'approbation de ces spécifications définitives est nécessaire avant le démarrage complet de l'usine UP3.

ANNEXE  I
Usine de la Hague
Défauts affectant les appareils chaudronnés en zirconium

     Des défauts (fissuration, rupture de cordons de soudure) ont été observés en août 1986 sur la cuve d'un dissolveur* de l'usine UP3 après l'examen effectué à la suite de sa chute lors des opérations de manutention.
     Des contrôles ont été effectués sur le deuxième dissolveur devant équiper UP3, et ont montré des défauts analogues. Les contrôles ont été systématisés à l'ensemble des appareils chaudronnés en zirconium. Ils ont montré que l'ensemble des appareils sont affectés. La Cogéma a pris la décision en mai 1988 de remplacer notamment les deux dissolveurs et les cuves en zirconium de la chaîne de traitement chimique de la station de traitement des effluents STE 3.
     A cette fin, la Cogéma a revu la conception de ces appareils, et a soumis au SCSIN un dossier de synthèse.
     En première analyse, il apparaît aujourd'hui que les difficultés rencontrées lors de l'utilisation du zirconium sont liées à une connaissance insuffisante des propriétés de ce métal et aussi à sa mise en œuvre qui pose des problèmes pratiques difficiles de réalisation.
     Pour faire face à ces difficultés et pour faire la synthèse des connaissances concernant les propriétés de ce matériau, Cogéma a constitué un groupe d'experts rassemblant des compétences dans le domaine de la métallurgie de base de la fabrication et du contrôle des appareils chaudronnés. Ce groupe a examiné les dossiers de conception et de fabrication des nouveaux appareils.
     Parallèlement, le SCSIN a intensifié ses visites de surveillance aux sous-traitants de SGN, en charge de la réalisation des équipements en zirconium; par ailleurs, il tient chaque mois depuis début 1989 une réunion d'avancement de ces réalisations avec des représentants: de SMO (Cogéma), de SGN et du groupe d'experts constitué par la Cogéma.
     Enfin, le SCSIN a décidé de soumettre le dossier complet relatif aux problèmes rencontrés sur le zirconium, à l'examen du «groupe permanent chargé des installations nucléaires de base autres que les réacteurs nucléaires, à l'exception des installations destinées au stockage à long terme des déchets radioactifs» (GPU); cette réunion d'examen du dossier zirconium par le GPU se tiendra avant l'achèvement du montage des dissolveurs de nouvelle conception à T1, soit dans le courant du deuxième trimestre 1990.

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* pièce mécano-soudée complexe, dont la cuve est réalisée en zirconium, qui assure la dissolution dans de l'acide nitrique bouillant des combustibles irradiés. Dans l'usine UP3, il existe deux chaînes de dissolution identiques implantées dans l'atelier TI (cisaillage-dissolution).

GESTION DES DÉCHETS
LE CENTRE DE STOCKAGE DE L'AUBE
 
     Le projet de l'agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (ANDRA) du centre de stockage en surface de déchets radioactifs de l'Aube (Soulaines-Dhuys) a été l'objet d'une enquête publique à la suite de laquelle la commission d'enquête a émis un avis favorable. Les travaux de construction de cc centre ont été déclarés d'utilité publique par décret du 22 juillet 1987.
     Le rapport préliminaire de sûreté du projet de centre de stockage en surface de déchets radioactifs dans le département de l'Aube a été examiné par le SCSIN et ses appuis techniques, notamment par le groupe permanent d'experts chargé des installations destinées au stockage à long terme des déchets radioactifs (GPD), les 26 janvier et 4 février 1987.
     Le chef du SCSIN a fait savoir au directeur de l'ANDRA que les résultats de cet examen confirment que le site de Soulaines-Dhuys est acceptable pour la création d'un centre de stockage, mais que certains points du rapport préliminaire de sûreté doivent être révisés avant que l'autorisation de création de l'installation ne soit accordée. Cette révision porte, en particulier, sur la justification de la capacité radiologique proposée par l'ANDRA basée sur une étude des conséquences des différentes situations plausibles au cours de la phase de banalisation, notamment l'hypothèse de l'exploitation d'un puits d'alimentation en eau, et sur la démonstration, qu'en situation normale, l'étanchéité des radiers est suffisante et compatible avec l'option retenue par l'ANDRA de ne pas solliciter d'autorisation de rejets d'effluents radioactifs liquides.
     Une révision du rapport préliminaire de sûreté a été examiné par le SCSIN et ses appuis techniques, notamment par le GPD, le 5 octobre 1987.
     La principale difficulté rencontrée au cours de cet examen, provient des incertitudes qui affectent les paramètres ou mécanismes de transfert de certains radionucléides et de leur influence sur les résultats du calcul de l'impact radiologique du scénario «creusement d'un puits après la banalisation du site» et, par conséquent, sur l'évaluation de la capacité radiologique du site. Ces radionucléides sont: 14C, 94Nb, 241Am, 237Np. La capacité radiologique pour ces radionucléides sera fixée au moment de la mise en service du centre, lorsque les incertitudes évoquées plus haut auront été levées.
     A la suite de cet examen, l'ANDRA a adressé un complément au rapport de sûreté dans lequel 1'inventaire en 60Co et 63Ni est réduit d'un facteur 10. Ce document a été examiné par le groupe permanent le 7 novembre 1988 qui a confirmé son avis favorable à la création du stockage.
     Le décret d'autorisation de création a été publié au Journal officiel de la République le 6 septembre 1989.
     L'ouverture du centre de stockage et la réception de premiers colis est prévue pour début 1991, apres examen du rapport provisoire de sûreté.
suite:
Le programme de recherche de site pour un laboratoire souterrain
     Après l'annonce publique en février et mars 1987 de la présélection de quatre zones du sous-sol français situées dans quatre formations géologiques différentes, l'ANDRA a adressé au SCSIN un programme de travaux de reconnaissance géologique, prévus pour une durée de 3 ans, ayant pour objectifs:
     - de confirmer par des données de terrain que le site possède bien les caractéristiques attendues, et ne présente pas de défauts rédhibitoires,
     - d'évaluer la faisabilité du stockage,
     - d'évaluer sa capacité d'isolement et de préparer une première modélisation des phénomènes de transfert,
     - de définir les opérations à entreprendre pendant la phase de qualifïcation et, en particulier, au niveau du laboratoire souterrain.
     Ce programme de travaux conduira au choix d'un site dans lequel sera implanté un laboratoire souterrain; il sera réajusté, au fur et à mesure de son déroulement, en fonction des résultats acquis. Il comprendra des investigations menées depuis la surface, de type géophysique minière ou pétrolière, et quelques forages profonds.
     A la suite de cet examen, l'ANDRA a transmis au SCSIN les rapports de synthèse des sites profonds concernant:
     - le massif granitique de Neuvy-Bouin (Deux-Sèvres)
     - les schistes briovériens de Segré (Maines-et-Loire)
     - la formation argileuse de la Champagne septentrionale (Aisne)
     - la formation saline du bassin bressan (Ain).
     Ces documents présentent l'état des connaissances en mai 1987 ainsi que la stratégie d'acquisition des données pendant la phase de reconnaissance géologique.
     Après un premier examen de ces dossiers, il apparaît que le programme d'acquisition des connaissances semble cohérent et conforme aux objectifs prioritaires de la phase de confirmation.
     Afin de déterminer les événements à prendre en compte et définir "les scénarios" d'évolutions à retenir pour des calculs préliminaires d'impact radiologique, le SCSIN a mis en place un groupe de travail «scénario relatif au stockage en formation géologique» comprenant des représentants de l'IPSN, du SCSIN, de l'ANDRA et d'un géologue de l'Ecole des Mines de Paris; ses conclusions seront remises au chef du SCSIN à la fin de l'année 1989.
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