17.07.2018

La vitrification des déchets radioactifs : un procédé français

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Par la rédaction

Il y a 40 ans, en 1978, les ingénieurs-chercheurs du centre CEA de Marcoule (Gard) mettaient en service le procédé industriel de la vitrification des déchets.

Quatre ans plus tard, le verre a été retenu comme le matériau de référence pour le confinement des solutions de produits de fission. Dès les années 1950, les ingénieurs-chercheurs français ont pensé au verre pour confiner les déchets hautement radioactifs à vie longue.

Le verre a été choisi en raison de la souplesse de sa structure désordonnée qui lui permet de confiner de nombreux éléments chimiques. Les radionucléides participent à la structure du verre, il ne s’agit donc pas d’un simple enrobage, mais d’un confinement à l’échelle atomique. La vitrification permet ainsi d’emprisonner les déchets dans un matériau sûr, dont la longévité est supérieure à la durée de nocivité de la radioactivité incorporée. Autre avantage du verre : il résiste à de nombreux types d’agression et ne s’altère pas sous l’effet de la radioactivité ou de la chaleur des déchets.

Les résidus très radioactifs sont incorporés dans du verre. Un premier four cylindrique en rotation reçoit la solution nitrée en provenance du retraitement et calcine les nitrates en oxydes. Ceux-ci sont mélangés à raison de 13 à 14 % à du verre à l’entrée d’un deuxième four à induction où la fusion s’opère à 1 100° C. Le mélange est versé du pot de fusion dans des conteneurs en acier inoxydable d’environ 490 kg, dont 400 kg de matières vitrifiées. Ces 400 kg correspondent pour l’essentiel au verre, la masse des produits radioactifs proprement dits étant initialement de 11 kg environ. Sa composition rend le verre nucléaire très analogue aux verres naturels basaltiques qui ont résisté à l’érosion du temps depuis des millions d’années.

 
Dates-clés
1968 - 1980 : Installation pilote - l’installation pilote Piver, construite sur le centre de Marcoule, permet de réaliser à une échelle semi-industrielle les premières vitrifications de solutions très actives, notamment les produits de fission issus du traitement des combustibles du réacteur Phénix.
1982 : Prix de l'ANS - l’American Nuclear Society décerne son prix au prototype Piver. La vitrification française devient le procédé de référence à l’international.
1990 : Déploiement au Royaume-Uni - le Royaume-Uni achète le procédé de vitrification pour l’usine de retraitement Thorp de Sellafield.
2010 : Et aujourd'hui - AREVA (devenu Orano) met en service le premier creuset froid nucléaire industriel à la Hague.