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Assurer la sûreté de la gestion de tous les déchets radioactifs

Le colis de déchets : élément central du dispositif de gestion


La maîtrise des risques liés aux déchets radioactifs repose sur un ensemble de dispositions, « actives » ou « passives », visant à assurer la sûreté des diverses opérations de transport, d’entreposage et de stockage de ces déchets.

Parmi ces dispositions, le conditionnement des déchets sous forme de colis comporte une succession d’opérations qui doivent viser à confiner le déchet « au plus près », en vue notamment de réduire les contraintes de conception et de fonctionnement des installations qui le recevront. Le choix de la mise en œuvre d’opérations de conditionnement doit notamment être fait dans l’objectif de faciliter l’obtention d’un niveau de sûreté élevé lors des étapes successives aboutissant à l’élimination définitive du déchet.

Ce principe de conditionnement est d’autant plus important que certains déchets ne disposent pas aujourd’hui de filière d’élimination définitive et que les producteurs ne connaissent donc pas nécessairement précisément l’ensemble des étapes qui sont susceptibles de se succéder avant que le déchet ne soit éliminé. En effet, selon le délai nécessaire pour créer et mettre en service une nouvelle installation de stockage, les colis produits pourront être amenés à être transportés et entreposés successivement dans diverses installations (site producteur, entreposage centralisé…).

Compte tenu de ces incertitudes et pour pallier l’absence de définition précise des conditions d’acceptation des colis dans la future installation de stockage, il est nécessaire que le conditionnement des déchets vise à l’obtention d’un colis dit « intrinsèquement sûr » qui permettra de faire peser le moins de contraintes possibles sur la conception et le fonctionnement des installations qui le recevront. Il importe donc de concevoir le colis afin qu’il constitue une barrière de confinement performante dans des conditions variées d’environnement et de fonctionnement [1].

De l’entreposage au stockage

Pour ce qui concerne l’entreposage, le retour d’expérience permet d’identifier des caractéristiques favorables des colis au regard des objectifs précités. Il est en particulier visé, pour respecter les exigences de sûreté de ce type d’installation, une réactivité chimique du colis aussi faible que possible, une faible inflammabilité, une limitation des gaz de radiolyse [2] produits, un faible potentiel de dissémination de l’activité contenue, des propriétés mécaniques permettant de préserver le confinement dans diverses situations (empilement de colis, chute de charges) ainsi que des caractéristiques permettant de maîtriser les risques de criticité.

Ces propriétés favorables le sont également pour la sûreté des stockages, en exploitation ou après fermeture, avec l’exigence supplémentaire, selon le risque que présente le déchet, de devoir maîtriser la limitation des relâchements sur des durées beaucoup plus longues et dans des conditions d’environnement différentes. Ceci implique notamment de faire porter l’effort sur la résistance à la corrosion des enveloppes des colis, la limitation des relâchements en cas de venue d’eau au moyen d’une matrice d’incorporation des déchets et la connaissance de l’incidence de l’évolution chimique du colis sur la mobilité des radionucléides relâchés.

C’est notamment en se référant à ces propriétés favorables qu’est réalisée l’expertise des spécifications de production de nouveaux colis de déchets [3].

Vers de nouveaux procédés de conditionnement ?

Ces objectifs de conception d’un colis « intrinsèquement sûr » peuvent être considérés comme globalement atteints pour les colis de déchets vitrifiés. La vitrification est une technique favorable à la sûreté globale des filières de gestion des déchets, d’une part en offrant une solution au traitement des effluents très actifs issus du traitement des combustibles usés, d’autre part en produisant des colis qui présentent des propriétés favorables pour leur futur stockage. Par contre, certains déchets de moyenne activité et à vie longue (MAVL), comme par exemple les déchets organiques, posent question, le compactage étant généralement retenu pour des raisons de réduction de volume et d’optimisation des entreposages.

Les expertises menées par l’IRSN ont montré que ce procédé ne conférait pas aux colis produits les propriétés les plus favorables pour leur stockage en formation géologique profonde, du fait de l’absence de matrice. Ceci ne signifie toutefois pas nécessairement qu’il soit impossible de les stocker, car la barrière géologique peut posséder des qualités telles qu’elles pallient les faibles propriétés de confinement de ces colis.

En tout état de cause, le développement de nouveaux procédés, notamment thermiques, qui permettraient d’améliorer les propriétés de confinement des colis MAVL nécessite d’être examiné [4]. Même si la décision de les mettre en œuvre dépend de nombreux facteurs (notamment le nombre de colis à produire, les risques induits par le procédé de traitement lui-même), c’est une question qui doit être traitée afin d’apprécier l’apport de tels procédés à la sûreté globale des modes de gestion.

Notes :

1- Voir l'avis de l'IRSN sur la sûreté du colis de déchets dits « C5 ».
2- Dissociation par décomposition chimique de l'eau (H2O) en hydrogène (H) et hydroxyde (OH), sous l'effet d'un rayonnement.
3- Voir l'avis de l'IRSN sur les colis standard de déchets vitrifiés de type CSD-B.
4- Voir l'avis de l'IRSN sur les déchets riches en éléments émetteurs alpha.