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    Gestion des déchets nucléaires dans le monde

    March 14th, 2010

    Le déchet radioactif est toute matière radioactive qui ne peut plus être ni recyclée ni réutilisée et qui doit donc être stockée. Les déchets nucléaires sont d’une grande diversité d’origine et de nature. Il s’agit par exemple d’éléments contenus dans le combustible usé des centrales nucléaires, d’éléments radioactifs à usage médical ou industriel, ou de matériaux mis au contact d’éléments radioactifs.
    95% des déchets nucléaires sont liés à la production d’électricité (centrales nucléaires, usines du cycle du combustible et installations de recherche), 2.5% viennent du domaine de la santé – les services de radiologie, de radiothérapie des hôpitaux, ainsi que les services chargés de stériliser le matériel – et les 2.5% restants sont issus des activités agro-alimentaires, industrielles et de la recherche universitaire.

    Une centrale nucléaire d’une puissance de 1,000 MW(e), qui pourrait donc alimenter en électricité une ville comme Amsterdam (16 millions 300 cents milles habitants en 2004), produit approximativement 300 m3 de déchets faiblement et moyennement radioactifs (déchets FMA-VL) et quelques 30 tonnes de déchets solides hautement radioactifs (déchets HAVL) par an.
    Par comparaison une centrale thermique de 1,000 MW(e) produit 300,000 tonnes de résidus de combustion (cendres) seulement en une année, qui contiennent entre-autres produits nocifs du matériel radioactif et des métaux lourds qui finissent dans les champs de culture et dans l’atmosphère.

    Les «réacteurs nucléaires naturels» au Gabon (Afrique Centrale)

    La radioactivité n’a pas été inventée par l’homme. Elle fait partie de l’environnement naturel, aussi bien dans l’écorce terrestre que dans l’air, le corps humain, ou les aliments. Dans la nature se trouvent des couches géologiques capables d’isoler les matières radioactives. Ainsi, il y a environ deux (2) milliards d’années se trouvaient des «réacteurs nucléaires naturels» dans les sites d’uranium au Gabon (Afrique Centrale). En effet, 16 zones circulaires, d’environ dix (10) mètres de diamètre et 0.5 mètres de d’épaisseur, de réaction ont été découvertes dans les dépôts de minerais riches en uranium sur le site de Mine d’Oklo (Gabon). Au cours de plusieurs centaines de milliers d’années environ 100 milliards de Kilowattheures de chaleur ont été produites dans ces zones. Cette quantité d’énergie est équivalente à celle produite en quatre années par une centrale nucléaire moderne d’une puissance de 1,000 MW(e). Les réactions nucléaires dans ces «réacteurs nucléaires naturels» sont les mêmes que celles dans une centrale nucléaire à réacteur d’eau bouillante (REB) moderne.

    Pendant ces activités nucléaires naturelles dix (10) tonnes d’uranium ont été fissionnées, environ quatre tonnes de plutonium ont été produites et plus de dix (10) tonnes d’autres produits très faiblement radioactifs ont été générés. Dans les environs immédiats de ces zones de réactions nucléaires naturelles peut-on encore aujourd’hui trouver des produits transuraniens provenant des processus de désintégrations des déchets radioactifs de ces périodes lointaines de réactions nucléaires naturelles.

    Les paramètres de risques des déchets radioactifs

    Deux (2) paramètres déterminent les risques des déchets radioactifs:

    • la radioactivité [1], qui est la toxicité du déchets, c’est-à-dire son impact potentiel sur l’homme et l’environnement.
    • la durée de vie, qui permet de définir la durée de leur nuisance potentielle.

    Les différentes catégories de déchets radioactifs

    Il existe essentiellement quatre familles de déchets radioactifs, classés selon leur niveau de radioactivité et leur durée de vie:

    • Les déchets de très faible radioactivité ou déchets TFA: proviennent principalement du démantèlement des installations nucléaires ou des sites industriels qui utilisent dans le cadre de leur production des substances faiblement radioactives. Il s’agit, par exemple, de bétons, gravats, plastiques et ferrailles. La radioactivité de ces déchets est extrêmement faible et de courte durée de vie.
    • Les déchets faiblement radioactifs à durée de vie courte ou déchets FA-VC. Ils représentent avec les déchets TFA près de 90% du volume mais seulement 1 % de radioactivité des déchets radioactifs. Il s’agit pour l’essentiel de déchets provenant des installations nucléaires (objets contaminés: gants, filtres, résines, etc.), des laboratoires de recherche et de divers utilisateurs de radioéléments (hôpitaux, laboratoires d’analyse, industrie minière, agroalimentaire, métallurgique, etc.).
    • Les déchets faiblement ou moyennement radioactifs à durée de vie longue ou déchets FMA-VL. Ils contiennent des quantités significatives d’éléments radioactifs à durée de vie longue. Ils proviennent principalement des usines de fabrication et de traitement des combustibles nucléaires (effluents, coques et embouts, générés lors de la fabrication ou du traitement) et des centres de recherche. Ils représentent 7 % du volume total mais 4 % de radioactivité des déchets radioactifs.
    • Les déchets hautement radioactifs et à durée de vie longue ou déchets HAVL. Ils contiennent des éléments hautement radioactifs qui dégagent de la chaleur et dont la décroissance radioactive peut s’étendre sur plusieurs milliers, voire centaines de milliers d’années. Ils proviennent essentiellement du traitement des combustibles usés issus des centrales nucléaires. S’ils contiennent, avec les déchets FMA-VL, 95 % de la radioactivité totale, ils ne constituent qu’environ 3 % du volume des déchets radioactifs.

    Les principaux pays producteurs de déchets nucléaires

    Le volume total mondial des déchets radioactifs (TFA, FA-VC, FMA-VL et HAVL) est de 29,620,000 m3. Les principaux pays producteurs (dont les États-Unis, à eux-seuls, comptabilisent plus de 2,000 tHM[2]) de cette énorme quantité de déchets radioactifs, voir tableau ci-contre. Ces informations sont ont été répertoriées en 1997 et plus récemment.

    Remarque [3]

    Comme noté plus haut, les déchets radioactifs sont en grande partie issues de la production d’électricité nucléaire. D’autres secteurs des activités humaines et des activités géologiques naturelles contribuent aussi à la production d’elements radioactifs. Ces chiffres en prennent compte.

    Gestion des déchets radioactifs dans le monde

    Les déchets radioactifs présentent des dangers liés aux rayonnements émis par les radionucléides qu’ils contiennent. Ces risques diminuent avec le temps. Mais il faut absolument protéger les êtres vivants et l’environnement contre la radioactivité.

    Près de 90 % des déchets radioactifs sont des déchets faiblement radioactifs (FA-VC). Dans la plus part des pays producteurs de déchets nucléaires, le choix de leur mode de gestion a été fait par la mise en place, à l’échelle industrielle, de centres d’entreposages (de surface) pour une durée déterminée. Pour les déchets moyennement et hautement radioactifs à vie longue (FMA-VL et HAVL), le choix de leur mode de gestion est porté sur les centres de stockage (souterrains et de surface) de long terme.

    Mais, à ce jour, seulement trois pays ont statué sur un mode de gestion final des déchets à vie longue en décidant la construction de stockage:

    • les Etats-Unis, qui depuis mars 1999 disposent d’un site de stockage en profondeur pour les déchets de moyenne activité issus des programmes nucléaires militaire.
    • la Finlande, qui en mai 2001 a autorisé la construction d’un centre de stockage en formation géologique profonde, voir schéma ci-dessous, pour les combustibles usés (qui dans ce pays sont considérés comme déchets) issus des centrales nucléaires finlandaises. Ce site devrait être opérationnel en 2020.
    • la Suède, qui prévoit la construction d’un site de stockage en profondeur pour ses combustibles usés (qui dans ce pays sont considérés comme déchets) avec une mise en exploitation programmée en 2015.
    • la plupart des pays ayant à gérer des déchets à vie longue sont à la recherche d’un mode de gestion approprié. La solution la plus souvent envisagée est le stockage en formation géologique profond.

    Sans doute le nucléaire (militaire et civil) est et restera, avec raison, le domaine le plus sensible et controversé de la science, de la technique et de la technologie. Autant, son «management total» (sécurité, sûreté et fiabilité des sites nucléaires et des entrepôts et stockages, garantie de la défense de toutes les formes de vies dans notre environnement, etc.) doit être la priorité absolue pour non seulement les états, les exploitants, les personnels en opération mais pour la société humaine entière. Un accident nucléaire majeur est un accident très vilain. Les conséquences radiologiques de l’accident nucléaire de Tchernobyl (Ukraine) en 1986 en témoignent avec force. Voir aussi la liste des accidents nucléaires ici.

    Dans tous les cas, jamais un accident nucléaire de cette envergure sera difficilement toléré par la société humaine!

    A présent, quels que soient les développements futurs et les choix qui seront faits, il restera toujours une quantité de déchets ultimes, comme c’est d’ailleurs le cas pour la plupart des activités industrielles. Mais, grâce aux résultats des recherches, nous savons que ces déchets ultimes seront en faibles quantités, que la durée de vie de certains éléments contenus dans ces déchets pourra être réduite et qu’un traitement approprié pour ces déchets ultimes est possible: en effet, les travaux internationaux, montrent qu’on sait aujourd’hui obtenir un bon confinement. Les éléments les plus radioactifs sont conditionnés dans des matériaux à haut pouvoir confinant (verres, bitumes, etc.) qui eux-mêmes pourront être placés dans des couches géologiques très stables, en profondeur et très peu perméables à l’eau. Ces procédés de confinement conjugués à la protection très efficace qu’offre la roche (la barrière géologique) constituent la meilleure solution pour ne pas avoir d’impact significatif sur la biosphère.

    Enfin, les réacteurs de 4 ème génération participeront eux aussi à une meilleur gestion des déchets: d’abord, ils en produiront moins, et, dans la mesure où il s’agira de réacteurs à neutrons rapides, ils permettront de transmuter les éléments les plus toxiques (les actinides mineurs) qui auront préalablement été séparés.

    Aussi, il est important de souligner que le gouvernement des États-Unis cite Oklo (Gabon) dans son enquête sur la possibilité d’ouvrir un site de stockage à Yucca Mountain:

    «Lorsque ces réactions nucléaires en chaîne naturelles souterraines se sont arrêtées, la nature a montré qu’elle était capable de confiner efficacement les déchets produits par les réactions. Nulle réaction en chaîne ne va jamais avoir lieu dans un site de stockage de déchets radioactifs. Mais si un site de stockage devait être construit dans les Yucca Mountains, les scientifiques compteraient sur la géologie de l’endroit pour contenir les radionucléides générés par ces déchets avec la même efficacité».

    [1] … la radioactivité mesurée en becquerels (1 Bq = 1 Désintégration / s).
    [2] … tHM = tons Heavy Metal (en français tML, tonnes Metal Lourd).
    [3] … Ce texte a été préparé avec l’aimable appui de: IAEA, CEA, NationMaster, OECD