04 Janvier 2019  |  Conditionnement
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 10/2018

Conditionnement des déchets radioactifs: cuivre ou acier ?

Pour leur stockage définitif, les éléments combustibles usés et les déchets radioactifs vitrifiés sont enfermés dans des conteneurs pendant des milliers d’années. En Suisse, la Nagra prévoit des dépôts profonds construits dans les argiles à Opalinus et des conteneurs en acier pour les déchets de haute activité. Son homologue suédois construit ses dépôts profonds dans le granite et mise sur des conteneurs en cuivre.

Plusieurs barrières de sécurité assurent le confinement des déchets radioactifs dans les dépôts profonds. L’une d’elles est formée par le conteneur de dépôt final, véritable gaine d’emballage des éléments combustibles usés et des déchets vitrifiés de haute activité issus du retraitement. La combinaison optimale de toutes les barrières détermine la sureté à long terme d’un dépôt profond.
Généralement, plus les barrières sont résistantes, étanches et stables, plus le dépôt profond est sûr. La Nagra utilise l’acier, parfaitement approprié aux conditions prévalant en Suisse. Mais depuis des années, elle travaille aussi sur des matériaux alternatifs, en collaboration avec des partenaires étrangers.
 
Le cuivre est le matériau que le concept suédois de stockage en profondeur prévoit pour les conteneurs de dépôt final. On discute actuellement de la stabilité du cuivre sur de longues périodes, dans des conditions de dépôts profonds. (Photo: TRM)
 
 
Barriere principale: conteneur ou roche ?
En Suisse, le concept de stockage a donné aux argiles à Opalinus, le rôle principal dans le confinement des substances radioactives. En Suède, on ne trouve pas d’argiles à Opalinus mais exclusivement du granite. Comme cette roche est dure et cassante, des fissures peuvent s’y former et de l’eau circuler à travers les interstices de la roche.
Pour réaliser le confinement des déchets dans un tel environnement, la Suède mise sur des conteneurs de dépôt final en cuivre, sa barrière principale. Mais avec le temps, une pression élevée s’établit dans la galerie, ainsi qu’autour des conteneurs. La tension qui en résulte et la corrosion peuvent alors s’influencer l’une |’autre.
 
Modèle d’une galerie de stockage des déchets de haute activité à l’échelle 1:1. On voit le conteneur en acier découpé qui enserre les éléments combustibles. Les visites guidées du Laboratoire souterrain du Grimsel (BE) ou du Laboratoire souterrain du Mont Terri (JU) permettent de voir ce modèle de près. (Photo: Comet Photoshopping, Vieter Enz)
 
 
D’autres études à réaliser sur le cuivre
Les autorités environnementales de Suède exigent maintenant que l’organisation suédoise de gestion des déchets radioactifs – SKB – analyse plus en détail la corrosion de fissures sous contrainte, ainsi que le comportement du cuivre face à la corrosion dans des conditions de dépôts profonds.
La Nagra suit depuis assez longtemps les débats sur la résistance du cuivre. Les discussions en cours pourraient avoir une influence sur le concept suisse des dépôts finals, car le cuivre pourrait être utilisé pour une couche additionnelle sur les conteneurs en acier. La recherche sur ces matériaux montrera finalement quels sont ceux qui assurent le meilleur confinement des déchets hautement radioactifs dans un dépôt profond.
Actuellement, la Nagra prévoit d’utiliser, pour les déchets de haute activité, des conteneurs en acier d’une épaisseur d’une quinzaine de centimètres, mais elle envisage également d’utiliser un revêtement en cuivre pour ces conteneurs. Diverses alternatives aux conteneurs métalliques sont analysées, en travaillant aussi sur d’autres matériaux de revêtement.
La Nagra a encore du temps pour choisir définitivement le matériau. Ce n’est qu’avec l’octroi de l’autorisation de construire le dépôt en couches géologiques profondes pour déchets de haute activité, à partir de 2045 environ, que cette question sera tranchée.
 
 
À propos du conditionnement
On désigne par ce terme l’ensemble des matériaux qui vont servir à emballer les déchets et former une barrière contre la dispersion des radionucléides. Le conditionnement doit en outre garantir la manipulation simple et sûre des colis de déchets. Un colis de déchets peut être constitué de plusieurs enveloppes placées les unes dans les autres. Un conteneur peut aussi comprendre plusieurs colis plus petits. On distingue les conteneurs primaires, en contact direct avec les déchets, des autres conteneurs, appelés «surconteneurs».
Les déchets vitrifiés de haute activité et les éléments combustibles usés sont conditionnés dans de grands conteneurs de transport et de stockage aux parois épaisses. Ils devront être transférés dans des conteneurs de dépôt final peu avant leur stockage en profondeur.
Les déchets de faible et moyenne activité sont conditionnés pour le stockage final dès le début. Les déchets liquides sont solidifiés, les déchets compressibles comprimés et les déchets combustibles brûlés; les cendres obtenues, ainsi que les filtres des gaz de combustion constituent les déchets radioactifs qu’il faudra éliminer. En général, tous ces déchets sont immobilisés avec des additifs dans des fûts métalliques.
 
 
L’argile à Opalinus
En raison de ses caractéristiques, telles qu’une très faible perméabilité hydraulique, l’auto-cicatrisation de fissures et la rétention de radionucléides, l’argile à Opalinus est examiné de manière détaillée comme roche d’accueil pour le stockage des déchets radioactifs en couches géologiques profondes. Son pouvoir de confinement est assuré par ses propriétés physiques et chimiques. La pénétration d’humidité dans les fractures a pour effet de faire gonfler l’argile et de provoquer le colmatage des fractures apparues lors du creusement des galeries ou d’un tremblement de terre. Cette capacité d’auto-cicatrisation permet de ramener la perméabilité hydraulique à des seuils caractéristiques d’une roche non perturbée.
 
 
Nagra
Société coopérative nationale pour le stockage des déchets radioactifs
5430 Wettingen
Tél. 056 437 11 11
www.nagra.ch


07 Novembre 2018  |  Conditionnement

Un système de caméra pour un contrôle qualité à grande vitesse

Les experts en empaqueteuses de SN Maschinenbau ont repensé le concept d’une installation d’ensachage utilisée par des grands noms de l’industrie agroalimentaire et ont abouti à une solution novatrice. Ils ont misé pour cela sur les caméras intelligentes de Leuze electronic pour vérifier les codes et les dates limites d’utilisation.
10 Juin 2015  |  Conditionnement

Former une pile stable et de forme géométrique régulière

En tant que fournisseur de systèmes complets de remplissage, palettisation et emballage, BEUMER Group propose à ses clients des solutions durables, d’une seule provenance. Ce spécialiste en intralogistique a entièrement remanié son palettiseur à couches à grand débit, le paletpac.
POLYMEDIA SA | Av. de Riond-Bosson 12 | CH-1110 Morges | T: +41 (0)21 802 24 42 | F: +41 (0)21 802 24 45 | info@polymedia.ch