Clefs n°61 Printemps 2013
Clefs n°61 Printemps 2013
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°61 de Printemps 2013

  • Périodicité : annuel

  • Editeur : CEA

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 108

  • Taille du fichier PDF : 5,8 Mo

  • Dans ce numéro : les énergies bas carbone.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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22 Production de l’énergie Prototype évolutif de vitrification (PEV) équipé d’un four à creuset froid, installé au centre CEA de Marcoule. Dans cette technologie développée par le CEA, le verre est chauffé par induction directe. Le creuset, non chauffé, est refroidi par un dispositif de circulation d’eau. Une fine couche de verre figé se forme alors au contact du creuset froid, séparant ce dernier du verre fondu et évitant ainsi sa corrosion. Cette technologie ouvre des perspectives importantes en termes d’accroissement de capacité ou de conditionnement de déchets renfermant des éléments potentiellement agressifs. chimie de base conditionnement des déchets composés d'actinides Figure 5. L’installation de recherche ATALANTE. Située au centre CEA de Marcoule, l’installation ATALANTE est le principal outil de recherche du CEA dans le domaine de l’aval du cycle du combustible nucléaire. Plusieurs programmes de R&D y sont menés depuis 1992, notamment dans le cadre de la loi du 30 décembre 1991 relative aux recherches sur la gestion des déchets radioactifs. Constituée d’un ensemble de laboratoires, équipés de boîtes à gants, et de chaînes de cellules blindées, elle est construite de façon modulaire avec des servitudes communes, afin de pouvoir reconfigurer un local particulier pour les besoins des programmes de recherche. CLEFS CEA - N°61 - PRINTEMPS 2013 extraction groupée de l'ensemble des transuraniens (5), plutonium inclus (expérimenté en 2008) ; • le procédé EXAm, pour la récupération du seul américium, le curium restant avec les produits de fission et n'étant pas recyclé (expérimenté en 2010). Les recherches se poursuivent pour mieux apprécier les conditions de mise en œuvre industrielle de ces concepts (synthèse à grande échelle des nouveaux (5) Transuraniens : éléments chimiques radioactifs dont le numéro atomique (nombre de protons du noyau) est supérieur à celui de l’uranium, soit 92. Ils comprennent, notamment, les isotopes du neptunium, du plutonium, de l’américium et du curium. cellules chaudes de démonstration procédés de conversion dissolution du combustible nouveaux extractants procédés de séparation P.Dumas/CEA extractants, résistance aux rayonnements, gestion des sous-produits, mise au point de dispositifs de pilotage...). Explorer de nouveaux concepts Le développement de nouveaux concepts, en rupture avec les technologies actuellement employées, constitue une voie de recherche activement explorée. Elle est aujourd'hui affichée aux États-Unis par les équipes du DoE (US Department of Energy), lequel a lancé un vaste programme sans sélectionner à ce stade d'options particulières, avec l’horizon 2050 pour la mise en œuvre industrielle. De nombreux pays s’intéressent aux procédés de traitement pyrochimiques, qui consistent en une extraction des éléments à haute température dans un milieu de sels fondus. On leur prête en effet d'intéressantes potentialités de principe : compacité, aptitude à traiter des combustibles métalliques, réfractaires, peu refroidis... Toutefois ces procédés sont encore, pour l'essentiel, très éloignés de l’application industrielle, la question des déchets technologiques, liée à l’utilisation de hautes températures et de milieux particulièrement agressifs, restant une des interrogations les plus aiguës. Quoi qu’il en soit, l'expérience de décennies de R&D qui a été nécessaire pour amener le procédé PUREX au niveau actuel, à partir d’un concept très simple, à savoir l'extraction sélective à température ambiante, nous enseigne que le chemin est très long d'un concept de laboratoire à une technologie industrielle. Il n’en demeure pas moins qu’il importe de ne pas négliger l'émergence de ces nouveaux concepts. C'est d'ailleurs l'un des grands objectifs de l'ICSM (Institut de chimie séparative de Marcoule, dans le Gard), où CNRS, université et CEA œuvrent ensemble dans ce qui doit constituer un « laboratoire de nouvelles idées » pour les procédés de cycle du futur. Un futur inscrit dans la durabilité Les technologies aujourd'hui employées pour le cycle du combustible donnent au parc nucléaire français une assise et une cohérence remarquables. Elles préparent en outre la possibilité de déployer à l'avenir des options encore plus abouties, pour l'avènement de systèmes pleinement durables sur le très long terme. La préparation de ces prochaines étapes est un enjeu majeur, et il paraît primordial, forts des progrès accomplis jusqu'ici, de maintenir un effort de recherche élevé dans le domaine. Deux points semblent mériter une attention particulière : le besoin de développer des technologies flexibles, pouvant être mises en œuvre dans un parc en évolution, et l'importance des infrastructures de recherche. L’installation ATALANTE (CEA, Marcoule) permet de mener des recherches sur plusieurs domaines du cycle des matières et à diverses échelles, des aspects fondamentaux jusqu'aux expériences démonstratives, sur plusieurs kilogrammes de matières (figure 5). La pertinence de sa conception en a fait, depuis quelques années, un outil et un atout essentiels aux mains des équipes du CEA. Car, dans ce domaine également, l'anticipation est un enjeu capital. > Bernard Boullis Direction de l’innovation et du soutien nucléaire (DISN) Direction de l’énergie nucléaire CEA Centre de Saclay
Assainissement et démantèlement des installations nucléaires Le cycle de vie du nucléaire est étroitement lié à celui de ses installations. En tant qu’exploitant nucléaire, le CEA est responsable de l’assainissement et du démantèlement de ses installations arrivées en fin de vie, ainsi que de la gestion des déchets qui en sont issus. Ces opérations doivent être pilotées dans le respect des règles de sûreté et de minimisation de l’impact sur l’environnement, dans une optique de développement durable, et dans une logique de maîtrise des coûts et de tenue des délais. P our le CEA, conduire la recherche dans le domaine du nucléaire implique obligatoirement un parc d’installations en évolution et qui s’adapte sans cesse aux enjeux de la recherche. En effet, des besoins nouveaux apparaissent, les procédés développés sont plus performants et les exigences en matière de sûreté se renforcent. Il est donc nécessaire de mener à bien des programmes de construction et de rénovation d’installations et d’assurer en parallèle des programmes d’assainissement et de démantèlement des installations en fin de vie. Les opérations de démantèlement À l’issue de leur période de fonctionnement, les installations nucléaires font l’objet d’opérations qui permettent leur arrêt définitif, puis leur démantèlement et leur assainissement final avant leur déclassement. Le démantèlement comprend notamment des opérations de démontage d’équipements, d’assainissement des locaux et de destruction de structures de génie civil. Ces opérations sont génératrices de déchets, radioactifs ou non, qu’il convient de traiter et de conditionner en vue de leur évacuation. Le terme général de démantèlement couvre l’ensemble des activités techniques ou administratives permettant d’atteindre un état final prédéfini de l’installation, afin d’obtenir son déclassement réglementaire et sa suppression administrative de la liste des installations nucléaires de base. La stratégie du CEA est conforme aux recommandations des autorités de sûreté nucléaire, l’ASN pour le domaine des applications civiles du nucléaire et l’ASND pour les applications de défense. Elle consiste à procéder au démantèlement des installations nucléaires au plus tôt après leur mise à l’arrêt définitif, de façon à réduire les risques radiologiques dans les meilleurs délais et à bénéficier des compétences des salariés encore présents. La Direction de l’énergie nucléaire (DEN) a la responsabilité de mener à bien l’ensemble de ces opérations sur les sites de Cadarache, Marcoule, Grenoble, Saclay et Fontenay-aux-Roses. La complexité et la durée de ces opérations dépendent de l’historique des installations et, in fine, de leur devenir envisagé dans leur site d’accueil. Il n’existe pas d’obstacle technologique rédhibitoire au démantèlement des installations nucléaires. Ces opérations sont réalisables dans de bonnes conditions de sûreté et de radioprotection, grâce à l’emploi de moyens télé-opérés et à distance quand l’environnement radiologique le nécessite. La loi relative à la Transparence et à la Sécurité en matière Nucléaire du 13 juin 2006 (loi TSN) et ses décrets d’application font références dans le sens d’un meilleur suivi du contrôle et de l’encadrement des opérations de démantèlement, de la gestion des déchets et du transport de substances radio actives. Chaque exploitant nucléaire établit un plan de démantèlement pour chacune de ses nouvelles installations, dès leur création, et pour celles déjà existantes au plus tard trois ans avant la mise à l’arrêt définitif. Ce plan précise les modalités d’exécution des opérations de démantèlement. L’exploitant y justifie l’état final dans lequel il prévoit de maintenir l’installation (bâtiment conservé, modalités de surveillance de l’environnement en cas de radioactivité résiduelle, etc.). Dès la conception d’une installation, le processus de démantèlement est ainsi pris en compte. Par exemple, les scientifiques qui conçoivent l’installation ITER à proximité du site de Cadarache se penchent dès à présent sur son démantèlement, envisagé à l’horizon 2050, et sur la meilleure façon de le concevoir, tout en limitant les charges de démantèlement. Un pilotage opérationnel À partir des années cinquante, des opérations de démantèlement d’installations nucléaires ont été engagées en France, essentiellement par le CEA, avec notamment la première usine de plutonium de Fontenay-aux-Roses et deux petits réacteurs de recherche, César et Peggy, à Cadarache. Depuis une quinzaine d’années, les activités de démantèlement ont pris de plus en plus d’ampleur car de nombreuses installations nucléaires ont été construites entre les Le dôme 2 du réacteur Siloé, situé sur le centre CEA de Grenoble, après les opérations d’assainissement et de démantèlement. Des contrôles radiologiques sont effectués sur la totalité du sol et sur des milliers de points des murs et du plafond, définis de façon aléatoire et identifiés par des marques bleues. CLEFS CEA - N°61 - PRINTEMPS 2013 CEA 23



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