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Colis allégés



Alléger les déchets pour réduire le coût des sites de stockage

Les recherches actuelles sur la séparation portent essentiellement sur la séparation des actinides mineurs, des atomes radioactifs peu mobiles dans l'environnement mais à très longues durées de vie. En retirant ces atomes radioactifs des colis de déchets de haute activité destinés au stockage, on ramènerait la durée du retour des colis à une radioactivité "normale" de plusieurs dizaines de milliers d'années à quelques siècles. Mais il faut en parallèle détruire les actinides mineurs retirés. La séparation doit être suivie de leur transmutation.

Dans l'esprit des lois françaises, la séparation privilégiée est celle des actinides mineurs suivies de leur transmutation. Cependant, la séparation pourrait avoir d'autres applications intéressantes. En retirant d'autres atomes radioactifs, on pourrait alléger les colis de déchets à enfouir dans des couches géologiques profondes. Cet allégement permettrait de réduire la taille et le coût des installations de stockage ou d'augmenter leur capacité. Les atomes radioactifs à très longues durées de vie comme les actinides mineurs seraient laissés sous terre en arguant du fait qu'ils sont extrêmement peu mobiles.

En France, le Centre industriel de stockage géologique (CIGEO), qui doit être encore approuvé par le parlement, accueillerait ses premiers colis de déchets vitrifiés en 2025. Cette gigantesque installation souterraine, prévue près de Bure en Lorraine à la frontière de la Meuse et de la Haute-Marne, resterait en exploitation une centaine d'années. Sur une telle durée d’exploitation, la nature des colis variera probablement grâce aux progrès technologiques et aux recherches.

Les dimensions d'une installation de stockage comme celle de CIGEO sont impressionnantes. Ces dimensions résultent plus de la chaleur dégagée par les colis, qui conduit à espacer les alvéoles de stockage, que de la nécessité de se protéger des rayonnements émis.

Les colis de déchets vitrifiés destinés au stockage sont des déchets chauds. La chaleur dégagée décroit, mais reste importante durant des années. Avant d'être stockés dans des couches géologiques profondes, ils sont dans un premier temps entreposés et refroidis à l’air. Plus on allonge l'entreposage, moins ils entreront chauds dans le site de stockage.

Chaleur dégagée par un colis vitrifié de déchets de haute activité
Evolution et répartition de la chaleur dégagée par des déchets vitrifiés. La décroissance est importante mais lente en terme d'années. Un colis sorti de l'usine de la Hague, d’un volume hors tout de 200 litres environ et contenant 150 litres de verre, dégage 3000 W initialement, 700 W au bout de 35 ans, 170 W à 100 ans et moins de 30 W à 300 ans. Durant le premier siècle, la chaleur dégagées par deux produits de fission à vie courte, le césium-137 et le strontium-90, prédomine.
IN2P3 (Source - Commission Nationale d'Evaluation)

Une fois sous terre, la préservation des qualités de la roche hôte demande que la température ne dépasse pas 100°C. Pour limiter un échauffement de la roche, on est obligé d’espacer les colis et donc d’augmenter la taille et le coût de l’installation. Plus on arriverait à diminuer la chaleur dégagée par les colis au moment de leur enfouissement, moins on aurait besoin d’espacement, plus on pourrait en mettre et moins celà coûterait cher ....

Des colis à part pour le césium et le strontium ?

La répartition de la chaleur dégagée par les principaux radioéléments présents dans un colis de déchet radioactif et son évolution durant les 300 premières années montrent que lles plus gros contributeurs à la chaleur dégagée au départ, les principaux coupables, sont le césium-137 et le strontium-90. Ces deux produits de fission, dont la période radioactive est voisine de 30 ans, dominent durant le premier siécle, celui qui nous concerne le plus !

Ce qui suit décrit l'option qui consisterait à :
- 1) Retirer du colis vitrifié standard le césium et le strontium, les deux principaux responsables du dégagement de chaleur initial, au lieu des actinides mineurs;
- 2) Destiner au stockage les colis allégés de ces deux éléments calorifiques et contenant essentiellement les actinides mineurs.

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