De la mine au déchet
Le cycle du combustible
Le cycle du combustible
© La-fabrique-créative/Bruno BourgeoisLes mines d’uranium
La plupart du temps, l’uranium est extrait de la pechblende. De ce minerai brut, on produit une poudre concentrée d’uranium, appelée le « gâteau jaune » ou « yellow cake ». Des résidus et des stériles restent sur place.
Aujourd’hui les mines françaises sont fermées, l’uranium provient de l’étranger.
© Orano, Amankulov Janarbek Aman
L’enrichissement de l’uranium
Seul l’uranium 235 est fissile et donc utile pour le fonctionnement des centrales nucléaires. Or, l’uranium naturel en contient moins de 1%. Il faut donc convertir l’uranium avant de l’enrichir pour atteindre les 3 à 5% requis pour le combustible définitif.
© Orano, Petitot Nicolas
L’usine d’enrichissement au Tricastin
En France au Tricastin, dans des centrifugeuses tournant à très grande vitesse, l’uranium 238 est projeté à la périphérie alors que lu’ranium 235, plus léger, migre vers le milieu. L’enrichissement visé ne peut être atteint après le passage d’une seule centrifugeuse aussi l’usine en contient plusieurs montées en cascade. Ce procédé nouveau demande 50 fosi moins d’énergie que le procédé de diffusion utilisé auparavant.
La fabrication du combustible
Une fois l’uranium enrichi, il est compressé sous forme de pastilles d’oxyde d’uranium d’un centimètre de diamètre. Les pastilles sont empilées dans des tubes d’environ 5 mètres. Les tubes ou « crayons » sont assemblés en faisceaux carrés pour former le combustible final.
© Orano, Larrayadieu Éric
Les assemblages combustibles
Dans le réacteur
Plus de 200 assemblages sont disposés dans la cuve du réacteur et forment le coeur. Un tiers des assemblages est renouvelé chaque année pour les réacteurs 900 MW, et chaque 18 mois pour les réacteurs 1 300 MW.
© EDF - Chanteloup Francis
Le transport
Une fois le combustible suffisamment refroidi, on le transporte dans un conteneur spécialement conçu vers l’usine de La Hague pour commencer son retraitement.
© Larrayadieu Éric
Le retraitement
Les assemblages sont cisaillés et dissous chimiquement. En sont extraits l’uranium et le plutonium dont on se sert pour fabriquer de nouveaux combustibles. Le plutonium entre dans la composition des combustibles Mox.
© AREVA , Lesage Philippe
Le refroidissement
Les rayonnements issus des produits de fission continuent à chauffer les pastilles même lorsque les assemblages sont usés et retirés de la cuve. Aussi faut-il les refroidir en permanence dans une piscine reliée à un système de circulation d’eau, et cela pendant plusieurs années avant de pouvoir les retraiter.
© Larrayadieu Éric
Le stockage
Les produits de fission et les actinides, déchets radioactifs inutilisables issus du retraitement, sont incorporés dans du verre en fusion, que l’on coule dans des conteneurs en acier inoxydable hermétiquement fermés. Ces conteneurs sont ensuite entreposés dans l’attente d’un lieu de stockage définitif.
© Orano, Larrayadieu Éric
Il n’y a pas que les centrales nucléaires, il y a aussi toutes les usines qui traitent l’uranium. Elles présentent chacune des risques spécifiques à maîtriser.