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Opérations de retraitement



Une suite d'opérations étalées sur des années

Déchargement du combustible usé
Première étape du parcours du combustible usé à la Hague. Plan d’ensemble de l’atelier de déchargement à sec où les assemblages des assemblages de combustible usés sont sortis par des robots de leur château de transport qui a été tourné verticalement. Ils sont ensuite descendus par un puits pour être entreposés dans une grande piscine où il vont refroidir plusieurs années avant de passer à l’étape de traitement proprement dite.
Sydney Jezequel/AREVA

La réception des assemblages de combustibles usés est la première étape des opérations de retraitement à l’usine de la Hague. Les assemblages proviennent de la piscine du réacteur où ils ont été entreposés environ un an.

A leur arrivée, les assemblages sont déchargés de leurs « châteaux de transport » pour être à nouveau entreposés. Malgré l’entreposage dans la piscine combustible du réacteur, le matériau est encore extrêmement radioactif. Son activité se situe alors aux alentours de 2 millions de curies ou 75 000 Tbq par tonne. Le déchargement s’effectue sous eau et d’une manière robotisée, comme toutes les opérations qui suivent.

Les assemblages déchargés sont entreposés dans des paniers au fond d’une grande piscine d’au moins 9 m de profondeur. Les paniers sont en acier boré pour éviter tout risque de criticité. Les assemblages ayant 4,5 mètres de long environ, il faut doubler la profondeur pour le chargement sous eau et assurer la radioprotection des opérateurs.

Il existe 5 piscines de ce type à la Hague, dans lesquelles les assemblages restent de 5 à 8 années. Ceci donne le temps à leur activité de décroître suffisamment pour passer aux étapes du cisaillement et de la séparation.

Cisaillage et compactage des assemblages de combustible à la Hague
A gauche, cellule d'alimentation de l'atelier de cisaillage et de dissolution des combustibles usés. A leur arrivée dans cet atelier, les crayons de combustibles sont cisaillés pour libérer les pastilles d'uranium irradié qui sont ensuite dissoutes dans un bain d'acide nitrique. A droite, après le cisaillage, les coques et embouts d'alliages de Zircaloy sont recueillis dans l'atelier de compactage de l'usine de La Hague pour être compactés et devenir des colis de déchets MAVL.
Sydney Jezequel/ Les films de Roger Leenhardt/AREVA

Les pastilles d'oxydes d'uranium du combustible sont empilées à l'intérieur de tubes en alliage de zircaloy appelés crayons. Deux à trois cents de ces crayons sont tenus par des embouts pour former un assemblage. Pour extraire les pastilles irradiée de leurs gaines, les embouts sont d'abord séparés, puis un grand massicot cisaille les faisceaux de crayons en tronçons de quelques centimètres de long. Les fragments de gaine, les coques, tombent avec leur contenu dans un bain d'acide nitrique bouillant. Les coques et les embouts, insolubles dans l'acide, sont séparés, puis rincées. Ils deviendront des déchets de type MA-VL.

Les pastilles d’oxyde d’uranium irradié contiennent une extrême diversité d'éléments chimiques solides, liquides et gazeux. Une fois dissoutes dans le bain d’acide nitrique, on procède à l’extraction et à la séparation de l’uranium, du plutonium, d’un résidu composé de produits de fission et d’actinides mineurs. Cette chimie chaude, rendue difficile par le climat d’extrême radioactivité, est automatisée.

Les résidus qui concentrent près de 99 % de l'activité initiale sont calcinés puis mélangés à de la fritte de verre. Les verres sont coulés dans des conteneurs d’environ 200 litres en acier inoxydable.

Conteneurs de déchets vitrifiés
Vue d’ensemble de la cellule de refroidissement de l'atelier de vitrification R7 de l’usine de traitement des combustibles usés (UP2 800) de la Hague. Les conteneurs de déchets vitrifiés obtenus après la séparation de l’uranium et du plutonium passent dans cette cellule avant d’être entreposés dans des puis ventilés, comme celui dont on aperçoit la mise en place.
Sydney Jezequel/AREVA

Ces conteneurs deviendront des déchets de « Haute Activité (HA) ». Ils sont entreposés dans des puits ventilés. Les déchets appartenant à des compagnies étrangères sont renvoyées à leurs propriétaires. Les déchets français restent pour l’instant entreposés à la Hague en attendant que leur gestion soit définie.

Le procédé engendre aussi des déchets de moyenne activité : produits de décantation et de centrifugation, boues et filtres, auxquels il faut ajouter les coques et embouts séparés et rincés lors du cisaillage. Ces derniers ainsi que d’autres déchets technologiques sont compactés au sein de fûts métalliques, d’autres comme les boues sont évaporées et concentrées pour être ajoutées aux déchets vitrifiés.