L’aval du cycle du combustible nucléaire

L’aval du cycle du combustible nucléaire consiste à gérer le combustible usé après irradiation. Pour SYNATOM, il comprend toutes les opérations qui seront effectuées entre la vidange des piscines de désactivation des unités nucléaires et le stockage définitif.

Le passage en piscine de désactivation

Les assemblages déchargés définitivement des réacteurs sont fortement irradiants et dégagent encore une chaleur importante. Ils vont séjourner sous eau contenant du bore, dans une piscine de désactivation. L’eau assure une double fonction: elle est un écran de radioprotection et un dissipateur thermique. Ce séjour de 3 à 5 ans en piscine de désactivation permet:

  • la décroissance radioactive des produits de fission à vie courte;
  • l’évacuation d’une partie de la chaleur résiduelle.

Une fois le séjour en piscine de désactivation terminé, SYNATOM récupère l’entière responsabilité de la gestion des assemblages de combustible usé.

aval-cycle-graphique

Le saviez-vous?

Lorsqu’il est déchargé définitivement, l’assemblage de combustible usé dégage encore une puissance de 2 000 kW. À la fin du séjour en piscine de désactivation, cette puissance est inférieure à 10 kW.

L’entreposage intermédiaire

En 1993, le Gouvernement belge a décidé d’un moratoire sur le retraitement des assemblages de combustible usé. En conséquence, les assemblages doivent être entreposés sur les sites des centrales nucléaires. Pour éviter la saturation des piscines de désactivation, deux bâtiments d’entreposage intermédiaire ont été construits: un à Doel et un à Tihange.

Deux approches ont été développées par SYNATOM:

  • l’entreposage à sec dans des conteneurs spéciaux à Doel. Le bâtiment  « SCG » (Splijtstof Container Gebouw) a été mis en service en 1995 et est conçu pour recevoir 165 conteneurs qui contiennent chacun entre 24 et 37 assemblages.  En moyenne, 5 conteneurs par an rejoignent ce bâtiment d’entreposage. SYNATOM est la propriétaire de tous les conteneurs d’entreposage à sec de Doel. SYNATOM coordonne, avec le concours de TRACTEBEL Engie,  toutes les opérations liées aux études de marché, aux agréments, aux commandes et aux suivis de fabrication des conteneurs. SYNATOM établit les plannings de livraison sur le long terme afin d’assurer en permanence et à temps leur mise à disposition de l’exploitant.

 

 

tihange-batiment-centralise

Tihange: bâtiment centralisé d’entreposage  intermédiaire sous eau

 

  • l’entreposage sous eau,  dans un bâtiment centralisé à Tihange. A Tihange, un bâtiment spécial « DE » a été mis en service en 1997. Il comprend 8 piscines qui peuvent contenir au total 3 720 assemblages. L’entreposage se fait dans des racks recouverts par une épaisseur d’eau borée de 8 mètres. 

 

SYNATOM a mis les moyens financiers à disposition pour réaliser le bâtiment d’entreposage centralisé. Compte tenu de la durée de fonctionnement des unités nucléaires, de nouvelles capacités d’entreposage intermédiaire devront encore être construites tant à Doel qu’à Tihange au cours des prochaines années.

 

 

Comment se passe le transfert ?

À Doel, l’assemblage de combustible usé est placé directement dans le conteneur qui va servir à son entreposage intermédiaire à sec. Cette opération se déroule dans la piscine de désactivation.

Le conteneur une fois rempli est séché et fermé et ensuite déposé sur une remorque et acheminé vers le bâtiment centralisé qui accueille les conteneurs provenant des 4 unités.

conteneur-piscine-doel4
 Conteneur en piscine de désactivation de Doel 4

 

A Tihange, l’assemblage est placé dans un conteneur « navette » qui va assurer le transfert entre la piscine de désactivation de chaque unité et le bâtiment d’entreposage sous eau centralisé. Le conteneur peut recevoir 12 assemblages. Arrivé dans le bâtiment d’entreposage, le conteneur est ouvert et les assemblages sont placés en piscine sous eau. Le conteneur est ensuite reconditionné pour un nouveau transfert. Les différentes manutentions sont confiées par SYNATOM à ELECTRABEL.

arrivee-conteneur

Tihange: arrivée du conteneur de transfert dans le bâtiment centralisé d’entreposage intermédiaire

SYNATOM est propriétaire du conteneur de transfert de Tihange. Le cahier des charges et le dossier de sûreté pour l’achat d’une seconde navette ont été finalisés en 2015. Celui-ci devrait normalement être opérationnel début des années 2020.
En résumé, tous les frais de gestion des assemblages de combustible usé sur les sites de Doel et de Tihange sont à charge de SYNATOM.

Quel avenir pour ces assemblages?

Le moratoire sur le retraitement décidé en 1993 est toujours d’application aujourd’hui. L’évaluation globale des deux options que sont le retraitement et le non-retraitement n’est pas encore finalisée. Dans ce contexte, il est évident que l’entreposage intermédiaire se poursuivra encore pendant plusieurs décennies sur les sites de Doel et de Tihange. Une situation qui pousse SYNATOM à programmer des capacités d’entreposage supplémentaires sur chacun des deux sites. SYNATOM devra fournir aux autorités de contrôle AFCN et Bel V, les rapports de sûreté associés.

Dans l’intervalle, les autorités belges devront choisir entre cycle ouvert (non-retraitement) ou cycle fermé (retraitement). 

Quelle est la différence entre cycle ouvert et cycle fermé?

Le cycle est dit "fermé" quand les assemblages de combustible usé sont retraités. Le retraitement permet de séparer l’uranium, le plutonium et les produits de fission. L’uranium et le plutonium sont réutilisables dans la fabrication de nouveaux combustibles. Les produits de fission ainsi que les éléments de structure sont respectivement vitrifiés et compactés. Ces déchets sont entreposés dans l’attente de leur conditionnement définitif et de leur mise en dépôt final.

Le cycle est dit "ouvert" lorsqu’il n’y a pas de retraitement. L’assemblage de combustible usé dans son ensemble est considéré comme un déchet. L’assemblage est entreposé afin de permettre à sa chaleur et à sa radioactivité de diminuer. Il sera ensuite conditionné puis mis en dépôt final. À noter que le cycle ouvert implique des volumes de déchets, à stocker, nettement plus importants que pour le cycle fermé.

Quel que soit le choix, les assemblages de combustible usé ou les déchets issus de leur retraitement devront être pris en charge par l’ONDRAF.

L’ONDRAF et sa filiale BELGOPROCESS devront pour ce faire disposer d’infrastructures d’entreposage intermédiaire dans l’attente d’une solution pour le stockage définitif.

Un peu d’histoire

Fin des années 1970, plusieurs contrats de retraitement avaient été conclus par SYNATOM. Au total, ce sont 670 tonnes de combustibles usés qui ont été retraités à l’usine AREVA de La Hague en France. Ces combustibles usés provenaient des réacteurs nucléaires de Doel 1, Doel 2 et Tihange 1.

En 1993, le Gouvernement belge a imposé un moratoire sur le retraitement. Ce moratoire est toujours d’actualité aujourd’hui.

 

 Et après …

Une fois les assemblages retraités et les matières réutilisables récupérées (96%), il reste à assurer une gestion sûre des déchets ultimes.

Deux catégories:

  • les matières non réutilisables, de haute et moyenne activités et à demi-vie longue, qui sont vitrifiées;
  • les éléments des structures des assemblages, de moyenne activité et à demi-vie longue, qui sont compactés.

Les déchets belges issus du retraitement

dechet

transbortement

Gare de Mol: opérations de transbordement d’un conteneur de déchets issus du retraitement du combustible usé

 

La situation à fin 2015

  • Tous les déchets vitrifiés de haute activité sont entreposés chez BELGOPROCESS à Dessel.
  • Tous les déchets compactés de moyenne activité sont revenus également chez BELGOPROCESS.
  • Des déchets vitrifiés de moyenne activité doivent encore revenir en Belgique.

batiment-superieur-entreposage

BELGOPROCESS à Dessel: partie supérieure du bâtiment d’entreposage des déchets vitrifiés

Les responsabilités de SYNATOM

SYNATOM élabore en étroite collaboration avec l’ONDRAF les spécifications techniques pour le conditionnement et la caractérisation des déchets. Une expertise indépendante est réalisée à l’usine de retraitement de La Hague pour s’assurer du respect strict par Areva des exigences belges.

SYNATOM a pris en charge le retour, depuis 2000, des conteneurs de déchets.
Les derniers transports sont prévus en 2017.

SYNATOM paie à l’ONDRAF une redevance pour l’entreposage de ses déchets issus du retraitement.

SYNATOM constitue des provisions pour le financement de toutes les activités liées à leur gestion et à leur stockage définitif.

Recherche et Développement

Depuis de nombreuses années, SYNATOM apporte un important soutien financier à l’ONDRAF pour la Recherche et le Développement de solutions acceptables pour l’enfouissement des déchets nucléaires de moyenne et haute activités. Pour la période allant de 2015 à 2020, ce sont 130 millions d’euros qui sont mis à la disposition de l’ONDRAF pour poursuivre ses travaux sur le stockage dans des couches géologiques profondes et notamment dans l’argile de Boom.