Nucléaire : tri sélectif et recyclage

Un ensemble industriel cohérent pour l'aval du cycle du combustible

Revue des principaux atouts qui composent l'outil industriel d'AREVA :

• Le site de AREVA La Hague, dont la capacité autorisée de traitement des combustibles usés est de 1 700 tonnes par an et qui fonctionne à pleine capacité depuis 1995.
• L'usine MELOX de fabrication de combustibles MOX (mélange d'oxydes d'uranium et de plutonium), d'une capacité autorisée de 115 tonnes, a atteint cette pleine capacité en 1998 pour EDF. Elle a été aménagée pour diversifier ses productions au service d'autres électriciens clients. Les premières productions pour le Japon ont débuté.
• L'usine AREVA Cadarache, procède actuellement au conditionnement des rebuts issus de ses précédentes productions commerciales de combustible MOX, arrêtées en juillet 2003. Cette phase sera suivie à partir de 2007 des opérations d'assainissement et de démantèlement des équipements jusqu'en 2013.
• Les installations de traitement de l'URT à Pierrelatte (ateliers de conversion en oxyde TU5 d'AREVA et de fluoration de l'uranium de COMURHEX) et à Romans (ligne URT de l'usine FBFC). Après le chargement d'assemblages d'essais en 1987, EDF utilise des combustibles à l'URT depuis 1995. Deux des réacteurs d'EDF (Cruas 3 et 4) sont chargés en combustibles de ce type. A l'étranger, cette forme de recyclage est appelée à se développer.

Les années 90 : programmes de recyclage et réacteurs "moxés"

L'activité de recyclage repose sur la fabrication de combustibles MOX, combustible mixte d'oxyde d'uranium et de plutonium. Recyclé dans un combustible MOX, un gramme de plutonium permet de produire autant d'électricité qu'une tonne de pétrole. Ce procédé de recyclage s'est développe depuis les années 90...

• EDF utilise du MOX depuis 1987. Aujourd'hui, en France, 20 tranches EDF de 900 MW sont chargées en MOX et 8 autres réacteurs peuvent être autorisés à le faire.
•  Le Japon va prochainement charger en MOX ses premiers réacteurs. Les électriciens japonais prévoient de charger 16 à 18 autres réacteurs d'ici à l'an 2010. Les premiers combustibles MOX AREVA ont déjà été livrés au Japon.
• En Europe, le chargement de réacteurs en combustibles MOX est, depuis plus de vingt ans, une réalité (dès 1972 en Allemagne, où 10 réacteurs sont aujourd'hui chargés en MOX, depuis 1984 en Suisse et depuis 1995 en Belgique).

L'industrie tri et recyclage : référence de l'avance technologique française à l'international

AREVA est à la pointe en matière de recyclage des déchets nucléaires, le groupe exporte sa technologie :

• Le Japon construit actuellement une usine de traitement de combustibles usés sur le site de Rokkasho-Mura, en utilisant des technologies AREVA/CEA (Commissariat à l'Energie Atomique) spécifiquement mises en œuvre par SGN, filiale d'ingénierie de AREVA.
• Les Etats-Unis et la Russie ont clairement montré leur intérêt pour les technologies liées au recyclage, permettant de reconvertir rapidement à des fins civiles des quantités importantes de matières militaires issues du démantèlement des armes nucléaires en surplus : "brûler" le plutonium militaire dans des réacteurs permet, en effet, de le ramener aux caractéristiques d'un plutonium civil et d'écarter tout nouvel usage militaire tout en produisant de l'électricité. Dans ce contexte, AREVA, SIEMENS et le MINATOM russe étudient la construction d'une usine de fabrication de combustibles MOX en Russie. Le Congrès américain a voté un crédit de 200 millions de dollars en faveur de ce programme.
• Aux États-Unis, AREVA s'est associé notamment avec l'électricien Duke Energy, l'un des plus importants producteurs électro-nucléaires aux USA, qui a répondu à l'appel d'offres du Département de l'Énergie (DOE) concernant la construction d'une usine de fabrication de combustibles MOX et leur utilisation dans des réacteurs américains. Le processus suit son cours.

Pourquoi traiter les déchets nucléaires étrangers à la Hague ?

La transformation en France du plutonium provenant de combustibles usés étrangers, traités à La Hague, a de nombreux avantages :

• développer une activité industrielle en France
• conditionner ce plutonium sous la forme la plus appropriée en vue du transport du plutonium vers le pays d'origine
• conditionner les déchets sous une forme convenable

Des coûts limités

Dans le coût du kWh (kiloWatt heure) sont inclus l'ensemble des charges liées à l'aval du cycle :

• entreposage et traitement des combustibles usés
• conditionnement à La Hague
• stockage futur des déchets ultimes
• démantèlement futur des installations de La Hague.

Le total de ces charges ne représente que 10 % environ du coût total de production du kWh, soit moins de 2 centimes.

Les études le prouve

• Une étude internationale (OCDE/AEN, 1994) avait conclu, dans des hypothèses de référence applicables au niveau international, que le coût du cycle du combustible avec traitement et recyclage serait d'environ 10 % supérieur au coût du cycle avec évacuation directe. Cela équivaudrait aujourd'hui à une différence de l'ordre de 0,4 centimes sur le coût du kWh.

• Selon le rapport d'experts (M.Charpin, B.Dessus, R.Pellat) remis au Premier Ministre le 28 juillet 2000, l'abandon de cette stratégie de recyclage au profit d'un simple stockage en l'état des combustibles usés diminuerait de 1 % seulement le coût total du kWh, sur l'ensemble de la période 1977-2050 examinée dans leur étude. Cette option serait en contradiction avec la philosophie et la réglementation françaises qui ont prévalu jusqu'à présent pour le nucléaire comme pour les autres industries, à savoir la minimisation des quantités ultimes de déchets à stocker définitivement. Dans les installations de La Hague en particulier, on met en œuvre des moyens coûteux pour limiter au strict minimum (0,1 à 0,2 %) les quantités de plutonium pouvant subsister dans les déchets ultimes.

A ce jour, grâce aux autorisations, le coût industriel du traitement est stable et basé sur des contrats fermes. Inversement, l'évacuation directe des combustibles usés n'a pas encore été mise en œuvre à l'échelle industrielle. Renoncer au traitement et au recyclage, ce serait s'engager dans une voie d'attente et dans des opérations différées dont les coûts ne sont pas encore bien définis.

Une importante ressource économique

Conçues pour servir une centaine de réacteurs, les usines de La Hague offrent à leurs clients, au premier rang desquels EDF, le bénéfice d'économies d'échelle très significatives.

L'intérêt des contrats de traitement-recyclage avec des compagnies d'électricité étrangères est multiple :

• Diminuer le coût du traitement pour EDF et donc le coût du kWh en France, en amortissant les charges fixes sur une clientèle élargie.
• Améliorer la rentabilité d'AREVA et la balance des paiements française.

Avec la construction et la mise en service de l'usine UP₃ de La Hague, les contrats étrangers ont généré plus de dix milliards d'euros de recettes à l'exportation de valeur ajoutée nationale, ce qui est comparable à la part que la France recevrait lors de la vente de 1 000 Airbus ou de 25 TGV... Il s'agit d'exportations nettes depuis la France, sans subvention ni garantie, car les clients sont solvables et situés dans des pays développés.

AREVA est d'ores et déjà grâce au traitement-recyclage, un des deux premiers exportateurs français au Japon.

Une économie de matières premières énergétiques

• L'uranium et le plutonium présents dans une tonne de combustibles usés représentent la même valeur énergétique que 20 000 tonnes de pétrole.
• Un seul gramme de plutonium recyclé dans un combustible MOX permet de produire autant d'électricité qu'une tonne de pétrole.
• Le tri et recyclage des combustibles déchargés annuellement par EDF représente une économie d'environ 20 % des ressources naturelles d'uranium nécessaires au fonctionnement des réacteurs français.

Une gestion optimisée des déchets ultimes

A chaque catégorie de déchets correspondent des conditionnements stables, internationalement agréés, adaptés au stockage de longue durée.

Diminution de la quantité et de la toxicité des déchets

• Le volume des déchets ultimes à stocker est divisé par quatre tandis que la radiotoxicité est diminuée de l'ordre d'un facteur dix.
• Le plutonium, composant majeur de la radiotoxicité du combustible usé, est ainsi consommé au lieu d'être enterré.

L'engagement d'un "zéro impact" des rejets

L'impact des rejets des installations nucléaires sur les populations est aujourd'hui très inférieur (au moins d'un facteur dix) au seuil réglementaire fixé par précaution par les instances internationales de radioprotection.

C'est dans cet esprit qu'AREVA s'est engagé sur le zéro impact de ses activités.

Des contrats pour le renvoi des déchets ultimes

Les contrats aujourd'hui en cours à La Hague ont été signés à la fin des années 70 et sont exécutés depuis pour EDF dans l'usine UP₂ et pour les électriciens étrangers dans l'usine UP₃. Les usines ont d'abord été construites et ont atteint leurs pleines capacités en 1996.

Le renvoi des déchets supposait, au préalable, l'agrément, par les diverses autorités de sûreté, des spécifications de conditionnement des déchets et la réalisation des équipements nécessaires. Les spécifications des produits vitrifiés ont été agréées en France en 1988, puis à l'étranger en 1989 et 1990.

La concertation, les vérifications et les accords nécessaires menés en coopération entre industriels, administrations et gouvernements français et étrangers concernés, ont conduit aux premiers retours de produits de fission vitrifiés en 1995.

Ces premiers retours étaient en direction du Japon,vers l'Allemagne en 1996, une seconde fois vers ces deux pays en 1997 et vers la Belgique en 99-2000.

Droit et gestion des déchets étrangers

La loi du 30 décembre 1991 a été préparée pour définir et contrôler notamment le processus de réalisation du stockage des déchets à haute activité et à vie longue. L'article 3 de la loi interdit en France le stockage de déchets étrangers. Cette loi reprend un principe prévu dans les contrats UP₃ et les accords gouvernementaux.

A la demande des pouvoirs publics et des clients d'AREVA, une comptabilité des déchets a été mise en place ; véritable comptabilité analytique, elle permet d'attribuer à chaque client la quantité de déchets qui doit lui revenir dans chaque catégorie. Elle est auditée par Bureau Veritas (mandaté par les clients) et par l'APAVE (mandaté par la Direction Générale de l'Energie et des Matières Premières du ministère chargé de l'Énergie).

Les quantités de déchets affectées aux clients étrangers sont entreposées dans l'usine de traitement de La Hague avant expédition grâce aux contrats et à la loi du 30 décembre 1991 ; par définition, il n'y a donc aucun déchet étranger dans les stockages français (installations de l'ANDRA).