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m 18/2/76

ACTUALITE SCIENTIFIQUE

Les nouvelles installations de la Hague, près de Cherbourg

COMMENT TRAITER LES DECHETS
DES CENTRALES NUCLEAIRES


Il est toujours plus aisé d’augmenter une production industrielle que d’éliminer de manière satisfaisante les déchets issus de cette production. Tandis que le monde occidental construit des dizaines de centrales nucléaire à eau légère, il n’existe aujourd’hui aucune usine en fonctionnement capable de traiter les combustibles irradiés de ces centrales, d’en extraire le plutoniumpour le réutiliser et les produits de fission dangeureux, qu’il faut stocker pendant des années.


En France, le Commissariat à l’énergie atomique (CEA) s’apprête cependant à mettre en service cette année une usine de traitement de combustibles à eau légère, qui partage certaines des installations de l’usine traitant à la Hague, près de Cherbourg, le combustible des centrales graphite-gaz depuis 1967.


Les techniciens qui procèdent aujourd’hui aux essais inactifs du nouveau matériel, restent très prudents. Les usines américaines similaires sont, en effet, arrêtées, ainsi que l’usine britannique et les ateliers pilotes belge et allemand. Les responsable de la Hague veulent procéder très lentement : les premiers essais actifs devraient en principe commencer au mois d’avril, et l’usine ne traiterait encore que 400 tonnes de combustibles irradiés par an vers la moitié de 1978. La pleine capacité de traitement de 800 tonnes par an ne sera atteinte qu’après 1980. Au cours d’une récente rencontre avec les élus locaux, M. Maurice Delange, le chef du centre de traitement, s’est montré relativement optimiste. Néanmoins, a-t-il dit, "nous prenons de grandes précautions avant la mise en service, car nous ne voulons pas pécher par légèreté comme les Britanniques, qui, pour avoir négligé certaines précautions, ont été contraints de fermer leur tête oxyde à Winscale".

De notre envoyée spéciale


LA HAGUE - Installée sur la lande des genêts qui borde la côte occidentale du Cotentin, l’usine de la Hague retraite depuis 1967 les combustibles des centrales françaises graphite-gaz et a atteint sa pleine capacité de 800 tonnes par an. L’abandon, en 1969, des centrales de ce type et le passage aux réacteurs à eau légère de type américain a amené le C.E.A. à étudier, en 1971, le projet d’une usine nouvelle pour traiter le combustible de ces réacteurs. Les travaux ont débuté en 1972, et l’usine est aujourd’hui proche d’un début de mise en service.


Une usine de retraitement est une série d’installations chimiques, dont la complexité provient essentiellement de l’activité radio-active élevée de combustibles qui y sont traités, des risques d’amorçage de réactions nucléaires dans les bains chimiques, et donc des systèmes devant protéger les travailleurs de l’usine. Les combustibles radio-actifs arrivent dans des châteaux métalliques, d’abord stockés sous l’eau dans une immense piscine. A l’abri de plisieurs mètres d’épaisseur d’eau, ces châteaux sont ouverts, le combustible radio-actif en est extrait, puis, toujours enfermé dans sa gaine métallique, il est plongé dans un premier bain chimique chargé de le dissoudre. Finalement débarrassé de sa gaine métallique, le combustible passe ainsi dans une série de bains, et l’on parvient finalement à séparer les produits qu’il contient, l’uranium, le plutonium et les produits de fission radio-actifs. L’uranium et le plutonium sont précipités et stockés sous forme solide, afin d’être réutilisés, tandis que les déchets que sont les produits de fission sont stockés sans que l’on sache aujourd’hui comment s’en débarrasser. Le plutonium étant toxique et radio-actif, il est placé à l’intérieur d’enceintes étanches et manipulé de l’extérieur à l’aide de gants en caoutchouc ou de pinces métalliques. A cet atelier de manipulation de plutonium vient aussi s’ajouter, à la sortie de l’usine, une installation de traitement de liquides et des solvants radio-actifs provenant des bains chimiques. Une partie de ces effluents sont stockés sous forme de boues, tandis qu’une autre partie faiblement radio-active est rejetée en mer.

Machine à cisailler et centrifugeuse


Le principe de retraitement des combustibles à uranium enrichi brûlés dans les réacteurs à eau n’est pas différent de celui du retraitement des combustibles à uranium naturel brûlés dans les réacteurs graphite-gaz. Mais la difficulté croît :




1) Les combustibles sont des aiguilles beaucoup plus longues : 5 mètres au lieu de 0,6 mètre. Il faut les tronçonner avant de les dissoudre ;


2) La gaine métallique qui entoure le combustible est en zircaloy, un alliage de zirconium, et non plus en magnésium. Les bains acides ne dissolvent pas le zircaloy comme ils dissolvent le magnésium ;


3) Surtout, l’irradiation des combustibles enrichis a été beaucoup plus forte dans les réacteurs que celle des combustibles graphite-gaz. Les premiers contiennent en moyenne dix fois plus de produits de fission (3% en poids) que les second (0,4%) et sont donc beaucoup plus radio-actifs. Les bain chimiques de dissolution sont donc plus radio-actifs et des précautions supplémentaires sont à prendre.


Les installations actuelles de la Hague ont du être modifiées, et on y a notamment ajouté de nouveaux matériels à l’entrée et à la sortie.

A L’ENTREE DE L’USINE


- Une nouvelle aire de réception des châteaux contenant les combustibles irradiés et une nouvelle piscine de stockage ont été construite. La réalisation d’une seconde piscine va débuter cette année :


- Une presse de 300 tonnes tasse les éléments combustibles les uns contre les autres, puis une machine Saint-Gobain les cisaille en morceaux de 5 centimètres. Les morceaux sont alors transférés dans les bains, où le combustible est dissout, et on récupère les morceaux de gaine, les "coques", qui sont lavés et stockés ;


- A la suite de ce dégainage, la seconde tâche consiste à extraire des bains de dissolution l’excédent des produits de fission, afin que le reste de l’usine fonctionnant pour le graphite-gaz puisse être utilisé pour l’eau légère. Là encore, le C.E.A. a installé une machine nouvelle, une centrifugeuse Robatel, qui extrait les produits de fission le plus vite possible, car ces produits possèdent la caractéristique de détruire le solvant. On réduit ainsi le temps de contact entre le solvant et les produits de fission au minimum. Le combustible dissous est alors prêt à suivre la chaîne des traitements infligés au combustible graphite-gaz.

A LA SORTIE DE L’USINE


- Après avoir séparé le plutonium et l’uranium, il faut encore mettre le plutonium sous forme d’oxyde, une poudre verte que l’on stocke soigneusement dans des godets de quelques kilogrammes. L’atelier plutonium existant aujourd’hui à la sortie des installations graphite-gaz, dans lequel est aujourd’hui manipulé au maximum 15 à 15 kilogrammes de ce matériau chaque jour, ne sera pas suffisant. Un second atelier, dont la construction démarrera cette année, doit être achevé à la fin de 1979 et sera capable de traiter 40 kilogrammes par jour, soit environ 800 tonnes par an.


Les installations de la Hague ne paraissent pas devoir échapper à certains des problèmes qu’ont eus les usines étrangères. La tête de l’usine, avec l’aire de stockage et la piscine, a commencé à être utilisée en janvier 1975. Mais comme le reste de l’usine n’est pas encore en service, la centaine de châteaux de combustibles en provenance des réacteurs allemands, belges, hollandais et suisses a rempli la piscine de stockage. Les livraisons ont été suspendues il y a quelques semaines.


Les essais inactifs du reste de l’installation ont débuté au mois de juin, et tandis que l’usine aurait dû démarrer au début de 1976, on prévoit maintenant que les essais actifs débuteront au plus tôt en avril prochain.


La machine à cisailler donne du souci. Les grosses lames utilisées ne parviennent pas toujours à cisailler la totalité du faisceau de deux cent aiguilles, et certains morceaux ont une longueur très supérieure aux 5 centimètres prévus. En outre, une série d’alliages différents ont été essayés, car les lames actuelles s’usent en une journée, après avoir cisaillé huit éléments (cent coupes par élément). En fonctionnement opérationnel, il faudrait une journée pour changer les lames.


Cette machine devra fonctionner derrière un épais mur de béton pour éviter la contamination radio-active, et l’entretien devra se faire à distance, à l’aide de longues pinces manipulées de l’extérieur.


Plus une usine vieillit - celle de la Hague a presque dix ans, - plus les incidents risquent de se multiplier. Les interventions des hommes, revêtus d’une tenue vinyl protectrice et d’un masque respiratoire, se font plus nombreuses. C’est un travail pénible qui fait beaucoup transpirer et fait perdre 2 à 3 kilogrammes à l’heure.


Personne ne conteste plus l’augmentation régulière de la dose moyenne de radio-activité à laquelle sont soumis les travailleurs : 150 millirems en moyenne en 1968, 200 en 1970, 300 en 1972, 440 en 1973. La dose maximale pour un travailleur est de 3 rems par trimestre et de 5 rems par an. Cette augmentation de dose est proportionnelle à l’augmentation de la radio-activité des combustibles, et on peut craindre qu’elle augmente encore avec le traitement des combustibles à eau légère.


Talonnée par les syndicats, la direction du C.E.A. a pris, à partir de 1972, certaines mesures pour juguler le phénomène de croissance, qui est stabilisé depuis deux ans. Les quatre-vingts travailleurs (sur les huit cent cinquante agents du C.E.A. dans l’usine) les plus exposés, ceux qui accomplissent les tâches de dégainage des combustibles et de décontamination, reçoivent en moyenne 2 rems par an. La dose individuelle la plus élevée a été de 3,2 rems. Trois autres groupes travaillant dans les ateliers de mécanique, de la radioprotection et de plutonium sont soumis à une dose de 1 rem, les autres à une dose inférieure à 500 millirems. Ces doses sont toutes inférieures au maximum admis, mais la dérive est inquiétante. Le service de protection contre les rayonnements (S.P.R.) de l’usine va passer, cette année, de soixante-seize à quatre-vingt-cinq personnes.


Le dégainage des combustibles graphite-gaz a été automatisé grâce à des perches manipulées à distance et un écran de visualisation, et pour les combustibles des réacteurs à eau, le dégainage se fera derrière un mur de béton. On s’apprête aussi à remplacer les plexiglas des enceintes étanches des ateliers de plutonium par des vitres au plomb pour limiter l’irradiation, qui est en moyenne de 30 à 50 millirems à l’heure. Un ouvrier n’y travaille qu’une heure par jour tout au plus, une fois tous les quinze jours. Dans la nouvelle usine de 1979, on automatisera les opérations au maximum pour limiter les interventions manuelles. D’autres mesures sont envisagées : augmenter le nombre d’heures de formation d’un ouvrier nouvellement arrivé, qui commence aujourd’hui à travailler quarante-huit heures après son embauche ; imaginer de nouvelles protections (écrans au plomb) et de nouvelles méthodes d’intervention, surtout avec l’augmentation de l’irradiation des combustibles.

Trois à quatre milliards par usine


Les usines de retraitement posent ainsi deux problèmes spécifiques liés à la radio-activité des matériels qui y sont traités, celui de l’entretien et du bon fonctionnement des équipements, celui de la protection des travailleurs. Les usines existantes dans le monde occidental n’ont traité jusqu’à présent que 400 à 500 tonnes environ de combustibles avant d’être arrêtées, et l’usine construite par General Electric à Morris pour 64 millions de dollars n’a jamais dépassé le stade des essais inactifs avant d’être abandonnée.


En Europe, la France, la Grande-Bretagne et l’Allemagne fédérale avaient, en 1971, conclu un accord... pour limiter la capacité de retraitement. La capacité de l’usine de Windscale devait être augmentée jusqu’à 800 tonnes/an vers 1977, la Hague atteindre 800 tonnes en 1978 et une usine allemande devait arriver plus tard, vers 1981-1982, avec 1 500 tonnes par an. Mais aujourd’hui les usines Windscale et de Kewa sont prévues, au plus tôt, vers 1983-1984, et seule une usine américaine de Barnwell devrait entrer en service bien avant.


Les spécialistes étrangers attendent donc avec intérêt de voir comment fonctionnera la Hague, d’autant qu’il est prévu d’y traiter aussi les combustibles du réacteur surgénérateur Phenix, deux ou trois fois plus irradiés que les combustibles eau légère, ce qui nécessitera des précautions supplémentaires. Contenant 10% de plutonium en poids au lieu de 0,4%, ce combustible sera dilué avec les combustibles eau légère, car la concentration du plutonium dans les bains ne doit pas dépasser 1%. Sinon, des réactions de fission risquent de s’amorcer.


Bien des pays se demandent aujourd’hui si les usines de retraitement sont finalement rentables. Le niveau de rentabilité est estimé à environ 1 500 tonnes par an et l’investissement à 3 ou 4 milliards de francs. Les déchets devront sans doute être renvoyés vers les pays d’origine pour stockage, et la taille des usines est limitée par la quantité de rejets d’effluents (tritium, notamment) permise en mer. Même à la Hague, où les courants marins diluent ces rejets, la taille maximum sera au plus de 3 000 tonnes par an.

DOMINIQUE VERGUEZE.

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