Point sur les déchets radioactifs

Un déchet radioactif peut être issu de l’industrie nucléaire (exploitation de centrale nucléaire, de laboratoire de recherche, etc.), de la médecine (sources radioactives issues de diagnostics ou de traitements) ou d’autres secteurs industriels. Comme tout déchet, il est traité, recyclé, entreposé et/ou stocké. Contrairement aux idées reçues, les déchets radioactifs représentent un très faible volume comparativement aux autres déchets produits en France (industriels, chimiques, ménagers, etc.).

Les déchets radioactifs en deux critères

• leur niveau de radioactivité, c’est à dire la quantité de rayonnement émis par les radioéléments qu’ils contiennent. Celle-ci peut être très faible, faible, moyenne ou haute ;
• leur durée de vie. Celle-ci dépend de la période radioactive des éléments qu’ils contiennent. La radioactivité est un phénomène naturel qui diminue au fil du temps. La « période radioactive » est donc le temps nécessaire pour diviser la radioactivité par deux (c’est pourquoi on parle aussi de demi-vie). Si cette période est supérieure à 31 ans, on parle de « vie longue ». En dessous de 31 ans, on parle de « vie courte ». Cette limite a été choisie car c’est la valeur de la période de deux des produits de la fission parmi les plus abondants, le césium 137 (30,17 ans) et le strontium 90 (29,12 ans).

Le classement des déchets radioactifs

Les déchets radioactifs ne peuvent être gérés comme des déchets classiques et doivent être pris en charge de manière spécifique. La plupart d’entre eux contiennent le même type de substances, chimiques ou radioactives, mais dans des quantités plus ou moins importantes. En fonction de leur composition, ils sont donc plus ou moins dangereux, pendant plus ou moins longtemps. Pour permettre une gestion la plus adaptée à leur nature et la plus sûre possible, les déchets sont classés en catégories présentant des caractéristiques similaires.

Les déchets de très faible activité (TFA)  

La radioactivité des déchets de très faible activité est assez proche de la radioactivité naturelle : elle est inférieure à 100 becquerels par gramme. On retrouve dans cette catégorie principalement des gravats (bétons, plâtres, terres) et des ferrailles (charpentes métalliques, tuyauteries) ayant été très faiblement contaminés, et provenant pour la majorité de la déconstruction d’installations nucléaires mais également d’industries classiques (chimie, métallurgie…) utilisant des matériaux naturellement radioactifs.

Leur répartition est la suivante :

• 50 % de déchets industriels banals (ferrailles, plastiques),
• 40 % de déchets inertes (bétons, briques, terre…),
• 10 % de déchets spéciaux constitués de matières telles que des boues ou encore de cendres.

En raison de leur très faible radioactivité, ils sont généralement considérés comme des déchets non radioactifs par la plupart des pays. La France a été le premier pays au monde à considérer l’ensemble de ces déchets comme des déchets radioactifs et à les stocker dans une installation spécifique, le Centre industriel de regroupement, d’entreposage et de stockage (Cires) dans l’Aube. La France étudie tout de même la faisabilité de déclasser certains des déchets TFA.

Les déchets de faible et moyenne activité à vie courte (FMA-VC)

Les déchets de faible et moyenne activité à vie courte sont essentiellement des matériels utilisés dans différentes activités liées aux installations nucléaires : vêtements, outils, filtre, etc. Leur activité radiologique est assez variable.

• faible activité (FA) : entre quelques centaines de becquerels par gramme et un million de becquerels par gramme ;
• moyenne activité (MA) : de l’ordre d’un million à un milliard de becquerels par gramme ;

La majorité des substances radioactives présentes dans ces déchets ont une durée de vie courte. Compte tenu de leur niveau de radioactivité initial, faible à moyen, elles ne présenteront donc plus de risque au bout de 300 ans environ. Ils peuvent toutefois contenir certaines substances radioactives dont la durée de vie est plus longue, mais en faible proportions, ce qui permet de stocker ces déchets dans des centres de surface.

Ces déchets sont généralement compactés, puis conditionnés dans un fût en métal ou en béton avant de pouvoir être stockés dans un centre adapté à leur nature, le Centre de stockage de l’Aube (CSA).

Les déchets de faible activité à vie longue (FA-VL)

Les déchets de faible activité à vie longue sont principalement des déchets anciens issus d’anciennes activités. Ils se distinguent en deux catégories principales, les déchets « radifères » ou « de graphites ».

• Les déchets « radifères » : le terme « radifère » se rapporte au radium contenu dans ces déchets. Ils proviennent essentiellement du traitement de différents minéraux comme le zircon ou le minerai d’uranium, etc. Les industriels extraient de ces minéraux les terres rares utilisées pour la fabrication de composants électroniques et de pots catalytiques et dans la métallurgie fine. Certains de ces déchets proviennent également de l’assainissement d’anciens sites pollués par la radioactivité.
• Les déchets de « graphites » : le terme « graphite » renvoie ici au minéral contenu dans ces déchets. Ils sont produits lors du démantèlement (en cours) des premières générations de centrales nucléaires en activité dans les années 1960 (filière Uranium Naturel Graphite Gaz). Les combustibles utilisés dans ces réacteurs étaient entourés de chemises faites en graphite, variété très pure de carbone.
• D’autres déchets FA-VL existent tels que d’anciens objets radioactifs fabriqués dans l’entre-deux guerres : fontaines au radium, montres, des paratonnerres, des détecteurs d’incendie, etc. Pour l’essentiel, leur production s’est arrêtée ou doit s’arrêter prochainement.

Depuis quelques années, l’Andra étudie la possibilité de construire un centre de stockage à faible profondeur adapté à ces déchets. Ils sont entreposés pour le moment de manière sûre dans des installations spécifiques, sur leur site de production.

Les déchets de moyenne activité à vie longue (MA-VL)

Les déchets de moyenne activité à vie longue proviennent principalement de l’industrie électronucléaire. En France, la plus grande partie de ces déchets est issue des opérations de traitement des combustibles usés (La Hague). Ils comprennent des déchets de structure des assemblages de combustibles (embouts et coques), des déchets technologiques (outils usagés, équipements, etc.) et des déchets issus du traitement des effluents radioactifs des centrales.

Pour optimiser leur volume, une part importante des déchets MA-VL solides est compactée sous forme de galettes. Elles sont ensuite introduites dans des colis en béton ou en métal. Pour faciliter les opérations de manutention, de transport, d’entreposage et de stockage, ces colis de déchets seront ensuite regroupés par quatre dans des conteneurs en béton.

Leur niveau de radioactivité et leur longue durée de vie amènent aujourd’hui l’Andra à concevoir un centre de stockage profond, situé dans une couche d’argile, à environ 500 mètres sous terre. Pour le moment, seul un laboratoire de recherche souterrain, situé à cheval entre la Meuse et la Haute-Marne, est construit à cette même profondeur. Il est destiné à valider le concept du futur stockage Cigéo. En attendant la création de Cigéo, les déchets MA-VL sont entreposés de manière sûre dans des installations spécifiques, sur leur site de production.

Les déchets de haute activité (HA)

Les déchets les plus radioactifs produits en France sont les déchets de haute activité. Ils ne représentent que 0,2 % du volume total des déchets radioactifs produits par l’industrie nucléaire, mais ils concentrent plus de 97 % de leur radioactivité.

Ils proviennent, pour la plupart, de l’industrie électronucléaire. Les combustibles utilisés dans les réacteurs nucléaires actuels sont composés d’un assemblage d’uranium parfois associé à du plutonium. Au fil du temps, ces combustibles deviennent moins performants. Ils sont alors traités, à l’usine d’Orano à La Hague. Ce traitement permet de récupérer les matières (plutonium et uranium) pouvant être recyclées et servir à la fabrication de nouveaux combustibles nucléaires. Les résidus non réutilisables obtenus lors de ce traitement constituent les déchets HA. Il s’agit de résidus de la combustion nucléaire de l’uranium (produits de fission et actinides mineurs) qui se produit au sein des réacteurs nucléaires. Hautement radioactifs (de l’ordre de plusieurs milliards de becquerels par gramme), ils représentent de 3 à 5 % du combustible usé. Ils peuvent également avoir une durée de vie très longue de l’ordre de plusieurs centaines de milliers d’années.

Ces déchets seront également stockés au sein de Cigéo, dans un quartier différent du site. Les fûts longs et fins en acier inoxydable seront placés à l’horizontale les uns à la suite des autres dans des alvéoles (des petits tunnels). Dans l’attente de la mise en service du centre, les déchets HA sont entreposés dans des installations spécifiques sur les sites de production, à l’usine d’Orano à La Hague, ou encore à Marcoule et à Cadarache (sites du CEA).

Les déchets à vie très courte (VTC)

Il existe une dernière catégorie de déchets : les déchets à vie très courte (VTC). Ceux-ci correspondent à des résidus radioactifs du secteur médical et de la recherche contenant des radionucléides aux durées de vie très courtes, souvent inférieures à 100 jours.

Ils sont gérés par décroissance, entreposés sur leur lieu de production (hôpital par exemple) dans des conteneurs appropriés. Ils y restent plusieurs jours à quelques mois pour atteindre une radioactivité qui permet ensuite de traiter ces déchets dans les filières conventionnelles.

L’usage du verre pour les déchets HA

Les déchets HA sont traités, puis conditionnés selon des normes bien spécifiques. Ils sont d’abord calcinés pour atteindre une forme de poudre noire. Ensuite, celle-ci est immédiatement incorporée à une pâte de verre en fusion (vitrifié). Le mélange est coulé dans un colis en inox en forme de fût. Ce dernier contient environ 400 kg de verre pour 11 kg de déchets HA.

Les déchets HA dégagent une forte chaleur (près de 350 °C en moyenne par colis) en raison du niveau de radioactivité. Celle-ci diminue progressivement avec le temps avec la décroissance radioactive des éléments. Avant de pouvoir être stockés, ils devront d’abord être entreposés plusieurs dizaines d’années pour atteindre une température de 90 °C. ■