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Les avantages du recyclage

opérations de cisaillage du combustible usé

Selon qu’il est considéré comme un déchet non réutilisable ou comme un produit recyclable, deux modes de gestion du combustible usé s’appliquent : le recyclage ou le stockage. Le traitement du combustible usé et le recyclage des matières qu'il contient, permettent d'économiser les ressources en uranium naturel et de réduire le volume et la toxicité des déchets ultimes.

Combustible usé : des performances qui s'amenuisent

Dans un réacteur, un assemblage de combustible libère de l’énergie grâce à la fission des noyaux d’uranium. La fission désigne l'éclatement, généralement sous le choc d'un neutron, d'un noyau d'atome en deux noyaux plus petits. Ce phénomène s'accompagne de l'émission de neutrons, de rayonnements et d'un important dégagement de chaleur.

Pendant le séjour du combustible dans le réacteur, la quantité de produits de fission augmente, tandis que le nombre d’atomes fissiles s’amenuise. Ceci n’est que partiellement compensé par l’apparition du plutonium, lui aussi fissile.

Le combustible devient de moins en moins performant et finit par ne plus pouvoir être utilisé. Il doit être remplacé par du combustible neuf.

Recycler le combustible usé de nouvelles ressources énergétiques

Le combustible usé retiré du réacteur nucléaire contient :

94 à 95 % d'uranium et 1 % de plutonium, tous deux recyclables en combustible "neuf" pour les centrales nucléaires sous forme de MOX (à base de plutonium et d’uranium) ou d’URT (uranium de traitement ré-enrichi).
4 % de déchets ultimes non recyclables (produits de fission et actinides mineurs).

Le plutonium (1 %) produit au cours de la vie du combustible en réacteur possède encore un important potentiel énergétique : un seul gramme de plutonium engendre autant d'énergie que la combustion d'une tonne de pétrole (et que 100 grammes d'uranium).

Le parc nucléaire mondial de réacteurs à eau légère génère environ 7 000 tonnes de combustible usé chaque année. Le stock de combustible usé accumulé au niveau mondial est de l’ordre de 172 000 tonnes de métal lourd à fin 2007, dont 32 000 ont été recyclées.

Le recyclage du plutonium et de l'uranium présente plusieurs avantages :

25% des ressources naturelles en uranium sont économisée,
un volume des déchets est divisé par 5, leur toxicité par 10,
les dépenses et de l’énergie nécessaires à l’enrichissement de cet uranium sont évitées,
la reconversion à des fins civiles de quantités importantes de plutonium issues du démantèlement des armes nucléaires déclarées en excès aux Etats-Unis et en Russie.

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Combustible nucléaire : les avantages du cycle fermé

Fabrication, logistique, démantèlement : le pôle Aval d'AREVA met en œuvre les différents aspects du cycle fermé, une solution de recyclage du combustible nucléaire qui se montre plus économique et respectueuse de l'environnement. Cette animation pédagogique en présente les caractéristiques.

Cycle fermé – Cycle ouvert

La distinction entre un cycle du combustible fermé et un cycle ouvert repose sur le mode de gestion des combustibles usés.

Il existe actuellement dans le monde deux façons de les gérer :

Le cycle ouvert : le combustible usé est considéré comme un déchet

Lorsque le combustible usé est considéré comme un déchet, donc non réutilisable, on parle de "cycle ouvert".

Il est alors entreposé soit dans des piscines, soit dans des systèmes d’entreposage à sec, au sein de sites dédiés à cet effet. Les solutions d’entreposage existantes peuvent permettre à l’électricien de gérer ses volumes sur des périodes de plusieurs dizaines d’années. C’est l’option choisie, par exemple, par la Suède, la Finlande et le Canada.

Le cycle fermé : le combustible usé est recyclé

Lorsque le combustible usé issu de réacteurs nucléaires est recyclé, on parle de "cycle fermé".

Il est alors traité afin de récupérer les matières recyclables. Celles-ci sont ensuite utilisées pour la fabrication de combustible neuf. Cette option a été retenue, par exemple, par la France, le Japon, la Russie…