VII Comment limiter au maximum les risques ?
1°. Sécurité et
contrôles dans les centrales nucléaires françaises
a) La sécurité
Du fait que le risque
majeur encouru par une centrale soit une dispersion, non-désirée, de la radioactivité,
l’objectif fondamental est alors d’assurer une sécurité des installations nucléaires
; sécurité qui se traduit par un confinement, se devant d’être
extrêmement fiable, de la radioactivité.
La sûreté d’un réacteur
nucléaire comporte ainsi trois étapes. Tout d’abord, il faut effectuer un contrôle
de la réaction en chaîne (=puissance produite). Puis, un refroidissement du
combustible doit être effectué, et ce, même après l’arrêt des réactions
en chaîne afin d’évacuer la chaleur qui s’en est dégagée. Enfin, un confinement
des radioéléments est absolument nécessaire.
Afin d’assurer au mieux
la sécurité de tous, et donc de limiter le risque d’accidents, il faut étudier
les différents défaillances desquelles ces risques pourraient découler : c’est
le premier objet d’étude. Le second porterait sur les défenses que possède l’installation,
appelées « lignes de défenses », et qu’il faudrait peut-être même renforcer.
C’est ainsi qu’on définit une installation sûre, c’est à dire une installation
capable, en cas de problèmes internes (défaillances) ou externes (agressions),
d’assurer le confinement de la radioactivité à l’aide de lignes de défenses.
Lorsque que l’installation
est sécurisée grâce à des lignes de défenses successives, on parle de concept
fondamental de « défense en profondeur ».
Ces lignes de défense
peuvent être définies en trois niveaux. Premièrement, il faut que la centrale
ait eu une conception sûre, avec une qualité de réalisation, ainsi qu’une exploitation
rigoureuse. Deuxièmement, il faut que la centrale mette en œuvre des moyens
de surveillance pour détecter les éventuelles anomalies qui pourraient être
susceptibles « de la faire sortir des conditions normales », et il faut également
que la centrale utilise un système de surveillance et de protection (comme l’arrêt
automatique par l’insertion des barres de contrôle dans le cœur ) Troisièmement,
si jamais ces deux barrières étaient franchies, il existe un système de sauvegarde,
qui permet d’assurer le bon fonctionnement d’au moins une des barrières. Dans
le cas d’un réacteur REP (Réacteur à Eau sous Pression), il existe trois barrières
(physiques et étanches) de protection qui, en formant un écran entre les radiations,
empêchent toute(s) dispersion(s) de la radioactivité.
La sûreté
des réacteurs
Jusque là les réacteurs
nucléaires se sont avérés très fiables, puisqu’ils n’ont connu que très peu
d’incidents depuis le début de l'ère nucléaire (environ 30 ans). Hormis bien
sûr l' un des réacteurs de Tchernobyl qui créa une véritable catastrophe le
26 Avril 1986 lorsqu’il explosa (voir partie précédente). Nous
savons aujourd’hui que la filière de ce réacteur comportait des faiblesses.
De plus, la catastrophe résulte surtout d’erreurs humaines : les opérateurs
n’avaient pas respecté les règles de sécurité. Suite à cet accident, on revut
alors toutes les règles de sécurité, qui furent dès lors beaucoup plus strictes.
C’est principalement
par un point de fonctionnement stable qu’est assurée la sûreté d’un réacteur.
Cependant des dispositifs suivent en tout instant le déroulement de la réaction
en chaîne s’effectuant au cœur du réacteur et peuvent la stopper si une anomalie
survenait.
Ce point de fonctionnement
est choisi de sorte que si la température augmente localement, la criticité
diminue et la réaction en chaîne s’étouffe.
La sécurité d’une centrale nucléaire réside donc dans la sûreté de ses réacteurs. Cette sûreté est due à de multiples barrières qui séparent les matières radioactives du combustible de l’environnement. C’est ce que l'on appelle le principe de défense en profondeur. Il intervient à tous les stades de la vie d’une centrale, c’est à dire de sa conception-réalisation à sa phase d’exploitation. Ainsi, une centrale nucléaire a atteint un niveau élevé de sécurité, lorsqu’elle celle-ci possède une conception très préventive et une bonne réponse en cas d’accident, une réalisation « parfaite » ne comportant pas de défauts majeurs (ou dans un tel cas qui soient réparables) et une exploitation très rigoureuse dans son organisation ; exploitation gérée par des experts.
Le confinement
de la radioactivité
Comme nous l’avons
énuméré précédemment, la sécurité d’une centrale nucléaire réside dans
le conditionnement (ou confinement) de la radioactivité. C’est pour cette raison
qu’il existe des protections appelées barrières. Elles ont pour but de séparer
les radioéléments de tout contact avec l’environnement extérieur. Il en existe
3 différentes. Nous prendrons l’exemple d’un réacteur REP (Réacteur à
Eau sous Pression). Ces trois barrières sont une protection qui, en formant
un écran, empêchent toute dispersion de la radioactivité.
La première barrière est constituée
de la gaine qui enrobe les crayons de combustible. Ce gainage permet alors que
contenir les produits radioactifs qui sont générés dans les pastilles d’Uranium.
La seconde barrière est
celle de l’enceinte du circuit primaire, dans laquelle se trouve de l’eau où
baignent ces crayons de combustibles. Cette eau est dite primaire et circule
en circuit fermé entre le cœur et les boucles des générateurs de vapeur.
La troisième barrière est celle
de l’enceinte de confinement. Cette enceinte de confinement est cylindrée, et
renferme le circuit primaire. Elle est très étanche et est traversée de tuyaux
ainsi que des circuits électriques. De plus le personnel peut y avoir accès
par des portes, pour y introduire du matériel. Cependant ils sont isolés afin
d’assurer une réelle protection si les deux barrières précédents venaient à
fuirent.
Source : AREVA
Chaque protection de la centrale doit ainsi être protégée par un autre dispositif indépendant. Du fait que ces barrières soient conçues pour les pires défaillances imaginables, il est dit extrêmement peu probable que se dégage de la radioactivité hors de la centrale.
Le refroidissement
du combustible
Afin
de sécuriser au maximum une centrale nucléaire, il faut assurer un bon refroidissement
du combustible. Ce refroidissement permet d’évacuer la puissance résiduelle
produite par ce combustible et doit être faisable à tout instant, que le réacteur
soit en marche, ou après son arrêt (accidentel ou voulu).
C’est l’eau primaire qui évacue cette puissance résiduelle.
L’eau entrante dans la cuve aune température d’environ 280°C, alors qu’à sa
sortie elle est de l’ordre des 320°C, soit une augmentation de près de 40°C.
Il faut savoir qu’au cœur du réacteur, la puissance résiduelle dégagée par les
crayons, fait porter le gainage à une température de 400°C. Les pastilles d’Uranium
sont elles portées à plus de 1000°C.
Le générateur de vapeur évacue l’eau, qu’il a refroidie de
40°C, et qui servira à vaporiser l’eau du circuit secondaire. Il joue là une
rôle crucial dans le bon fonctionnement de la centrale car sans un refroidissement
du combustible continu, on peut craindre dans le pire des cas la fusion complète
des gaines puis des pastilles d’Uranium ; fusion due à une augmentation très
intense et très rapide de la température du gainage et du combustible. C’est
pour éviter ce désastre qu’il faut que la chaleur soit évacuée sans interruption,
au fur et à mesure. Ainsi, l’eau du circuit primaire doit être à la pression
convenue (155 bars), et il ne faut en aucun cas que quelque chose nuise à son
écoulement : les générateurs de vapeur doivent donc être parfaitement alimentés
par l’eau du circuit secondaire.
Si jamais il se crée une rupture majeure de la tuyauterie
principale ou une quelconque rupture au niveau des dérivations d’eau branchées
sur le circuit primaire, cela provoquerait l’arrêt immédiat du réacteur. Cependant,
il faut que l’installation puisse tout de même assurer le refroidissement du
cœur du réacteur car la puissance résiduelle produite est importante et ne se
refroidie que lentement. Dans un tel cas on met en place le « système d’injection
de sécurité ». Il existe plusieurs types de ce système, visant à assurer le
refroidissement du réacteur selon les différentes situations possibles. Ils
ne sont différents que par la pression à laquelle ils sont capables d’injecter
de l’eau dans le circuit primaire, ainsi que par leur débit. En cas de fuite
plutôt sérieuse, on met en place le système de sécurité à haute pression, il
permet d’injecter de l’eau à une pression supérieure à la pression normale.
En cas de fuite d’eau majeure où la pression a diminué d’une dizaine de bars,
c’est alors le système de sécurité à basse pression qui est mis en place.
L'arrêt
du réacteur
Lors de l’arrêt du
réacteur quel qu’il soit, c’est à dire accidentel ou désirée, la réaction en
chaîne contrôlée du combustible est arrêtée, mais les produits
de fission du combustible continuent de dégager de la puissance résiduelle.
Il s’agit de chaleur considérable. Après 1 seconde de fonctionnement,
cette puissance résiduelle n'est qu'à 7% de sa valeur lors du
fonctionnement alors qu'elle est toujours de 0,15% un mois après l'arrêt
du réacteur.
Le but lors d’une telle
intervention est tout d’abord de refroidir au maximum les radioéléments : on
évacue alors la chaleur par les générateurs de vapeur, comme on le ferait en
fonctionnement normal. Lorsque la température et la pression ont diminué (de
l’ordre d’une trentaine bars pour la pression), on utilise alors le circuit
de « refroidissement du réacteur à l’arrêt ». Ce circuit permet d’évacuer la
puissance résiduelle des assemblages présents dans le cœur. Dans le même intervalle
de temps, on effectue le déchargement puis le rechargement du combustible. Pour
celà, on ouvre le couvercle de la cuve. Ces assemblages seront ensuite
refroidis dans une piscine (« piscine réacteur »). Lors de leur transfert vers
un autre bâtiment, ils seront encore refroidis, mais dans une « piscine combustible
». Ils seront ensuite transférés dans une usine de retraitement.
Lors d’un arrêt accidentel
d’un réacteur, ce sont les mêmes systèmes et circuits qui interviennent que
lors d’un arrêt normal. Cependant, s’il se créait une défaillance pouvant nuire
à l’évacuation de l’eau, il faudrait alors d’autres « systèmes de sauvegarde
» qui assureraient le bon refroidissement du combustible. Pour répondre à ces
exigences et obtenir une centrale vraiment très fiable, on met en place des
études sur les accidents de refroidissement, ainsi que des études portant sur
l’analyse des « parades » mise en place lors d’un tel accident.
La chute d'avions,
les séismes, les sécheresses
Ce qui était inimaginable
dans les esprits de tous s’est pourtant produit le 11 Septembre 2001 aux Etats-Unis
: deux boeings se sont écrasés sur les tours du World Trade Center. Suite à
ces attentats suicides les risques de chute d’avion sur des centrales nucléaires
furent aussitôt réévalués. Quelles sont donc les mesures prises pour éviter
un tel accident?
La première mesure de
sécurité réside dans la localisation du site. En effet, il est interdit de construire
une centrale nucléaire à proximité d’un aérodrome. Les précautions prises concernent
surtout l’aviation générale (petits avions). Afin de protéger au mieux la centrale,
on a renforcer les structures de cette dernière, en particulier les bâtiments
les plus sensibles (voir schéma). Pour cela, on réalise des études portant sur
les petits avions, en l’occurrence les types d’avions les plus exploités. D'autre
part, plusieurs batteires de missiles sont déployées autour des
centrales nucléaires et celles-ci peuvent ouvrir le feu si un danger
se faisait ressentir
De plus, les installations
nucléaires françaises sont construites dans des zones non sismiques
et sont capables de résister à des séismes de trés
grandes magnitudes pouvant aller jusqu'à 6 voire 7 sur l'échelle
de Richter ! A celà s'ajoute le fait que les centrales sont toujours
construites à proximité de fleuves où elles puisent en
permanence de l'eau pour refroidir le coeur de leur réacteur : ces prélèvements
d'eau sont notammemt accrus lors des sécheresses ou canicules.
Source : AREVA
b) Les contrôles
Les
contrôles de réacteurs
On ne maîtrise correctement
un réacteur que lorsque l’on peut contrôler la réaction en chaîne, c’est à dire
en évitant qu’elle « s’étouffe » ou même qu’elle devienne explosive. Pour cela
il suffit d’ajuster la criticité ( le nombre de neutrons) de la chaîne pour
qu’elle ait une valeur égale à 1. Si jamais la criticité n’était pas à 1, le
réacteur doit être en mesure de revenir à ce chiffre. La réaction en chaîne
n'est sous contrôle que lorsque l’on fait varier la quantité de matériaux absorbant
les neutrons, à l’intérieur du cœur. Pour cela « on dispose de deux moyens complémentaires
» : les grappes de contôle et l’acide borique :
- Les grappes de contrôle (voir photo) regroupent
les crayons absorbants et servent à réguler la puissance du réacteur ou bien
à l’arrêter totalement. Elles peuvent être introduites très rapidement lorsqu’il
est nécessaire de mettre à l’arrêt le réacteur. Chacune des grappes possède
24 crayons absorbants qui coulissent dans les tubes-guides d’un même assemblage
de combustible. On appelle « araignée » la pièce de structure permettant de
commander le mouvement des 24 crayons, simultanément, grâce à une unique tige
qui traverse le couvercle de la cuve.
On distingue deux types de grappes
de contrôles : les grappes noires et les grappes grises. Les grappes noires
sont très absorbantes car leurs crayons sont constitués d'une barre en alliage
Argent-Indium-Cadium (AIC) ou en capture de bore (B4C), deux éléments capables
de capturer les neutrons. Les grappes grises, quant à elles, contiennent également
24 crayons, mais seulement 8 sont des crayons absorbants ; les autres sont en
inox, matière moins absorbante.
Environ un tiers des assemblages du combustible du cœur du réacteur sont équipés en grappes de commande. Ces grappes sont manœuvrées en groupe, variant de 4 à 8, qui sont reparties de manière symétrique dans le cœur. On comptabilise alors au nombre de trois ces groupes de grappes de contrôle. Le premier est le groupe d’arrêt : il est constitué de grappes noires au nombre déterminé,afin de pouvoir provoquer l’arrêt de la réaction en chaîne si besoin était. Du fait que la chute des grappes de commande provoque l’arrêt immédiat du réacteur, le groupe d’arrêt est maintenu « sorti en position haute » lors du fonctionnement de ce dernier. Le second groupe est le groupe de grappes grises et de grappes noires, qui gère la puissance de fonctionnement. Enfin, le dernier groupe est le groupe de grappes grises de régulation, qui régule la température moyenne de l’eau primaire.
- L’acide borique, lui, est un absorbant de neutrons lents, qui est dilué dans l’eau primaire. Il est présent hétérogènement dans le cœur du réacteur, mais sa concentration ne varie que lentement. Il est utilisé lorsque l'on a besoin de tempérer la marche d’un réacteur (quand sa charge de combustible est neuve). De l’eau boriquée est alors introduite dans l’eau du modérateur afin de freiner les réactions de fission.
Les
contôles des installation
En France, afin d’assurer
la sécurité de tous, il est nécessaire de préserver des installations nucléaires
fiables sur lesquelles sont effectuées de multiples contrôles techniques. Le
contrôle majeur de ces centrales pourrait être la « visite décennale ». Les
visites décennales sont effectuées par l’ASN (Autorité de Sûreté Nucléaire),
ce sont elles qui déterminent si une centrale est apte à fonctionner pour les
10 prochaines années à venir. C’est un contrôle qui peut s’étaler sur plusieurs
mois, durant lesquels le réacteur est à l’arrêt, et qui permet à des centaines
de techniciens de passer au peigne fin chacune des parties de la centrale, c’est
à dire de la cuve du réacteur jusqu’au moindre câble. C’est au terme de tous
ces petits contrôles que l’ASN délivre alors, ou non, une autorisation d’exploitation
pour la décennie à venir.
c) L'échelle INES
Afin
d’évaluer la gravité des accidents se produisant au sein d’une centrale nucléaire,
la communauté internationale ainsi que la France instaurèrent en 1991 l’échelle
INES (International Nuclear Event Scale). Cette échelle a pour but de définir
la gravité relative d’un accident et de caractériser celui-ci. Elle est
graduée de 0 à 7 et se base sur trois critères : les conséquences sur l’environnement
, l’impact sur le site et la dégradation de la défense en profondeur.
Source
: AREVA
Les conséquences sur l’environnement : on entend par conséquence
sur l’environnement les incidents hors du site, c’est à dire ceux ayant entraîné
un rejet de la radioactivité (faible à majeur).
L’impact sur le site : celà correspond à l’incidence
sur le site, c’est à dire aux dommages subis par les installations, les barrières
de confinement. Ce critère prend également en compte l’impact de la radioactivité
sur le personnel (pour des rejets limités).
La dégradation de la défense en profondeur : ce critère se
base surtout sur l’incidence des barrières de sécurité. Il permet, en effet,
d’évaluer directement les conséquences de l’accident sur les moyens de sécurité
mis en œuvre dans une centrale tels que les fonctions de sûreté (refroidissement
du combustible puis le confinement de la radioactivité), ainsi que les lignes
de défense. On parle « d’écart » pour les évènements n’ayant aucune importance
face à la sécurité, ces évènements correspondent au niveau 0.
2°. Limiter les risques liés au nucléaire militaire
Comme nous l'avons vu
auparavant, la guerre froide ayant envenimé les relations entre Etats,
chaque grande puissance a lancé une vaste course à l’armement nucléaire entre
les années 50 et 70. On dénombrait ainsi 50 000 têtes nucléaires réparties entre
les Etats-Unis et l’URSS au début des années 90. Pour information, 5,5 trillions
de dollars ont été dépensés par les Etats-Unis pour développer ses armes nucléaires
(environ 22 000 dollars par habitants) ; ce qui représente une somme
colossale.
La gestion des têtes
nucléaires est d’ailleurs très coûteuse, et ceux pour plusieurs raisons. Ces
armes requièrent tout d'abord un niveau technique important de la part des ingénieurs
et du matériel pour la maintenance, des installations sûres et une sécurité
forte. Le nombre très important de ces armes ne fait qu’alourdir le prix de
cette gestion. Il était donc nécessaire de réduire le nombre de têtes logiques
nucléaires, que ce soit pour des raisons économiques ou pour rassurer
les populations. De ce fait, plusieurs traités ont été ratifiés pour le diminuer.
Un
premier traité a été conçu le 5 août 1963 à Moscou. Il interdisait les essais
d'armes nucléaires dans l'atmosphère, dans l'espace extra-atmosphérique et sous
l'eau. Les essais pouvaient cependant être effectués dans les limites territoriales
de l’état concerné. Les pays devaient s’engager à limiter autant que possible
les explosions expérimentales. Les Etats-Unis, l’URSS, la Grande-Bretagne, l’Irlande
du Nord puis la Suisse début 1964 ont ratifié ce traité, ce qui ne fut pas le
cas pour la France et la Chine. Les Etats-Unis et l’URSS (voir photo) ont quand
même pu poursuivre leurs essais, étant donné qu’ils possèdent tous deux de vastes
régions désertiques à l’intérieur de leurs frontières.
On a assisté par la suite à la mise en place d'un traité de non-prolifération (TNP) le 1er juillet 1968. Ce traité oblige les pays qui ne possèdent pas encore l’arme atomique de ne pas chercher à se la procurer, et ceux qui la possèdent ne doivent pas transférer leurs armes nucléaires dans des pays n’y disposant pas. Seuls 5 pays sont considérés comme possédant l’arme nucléaire de manière "légale": les Etats-Unis, l’URSS, Le Royaume-Uni, la France et la Chine : ce sont les "5 grandes puissances nucléaires". Les autres pays peuvent néanmoins utiliser et développer des applications nucléaires pacifiques. Le transfert de matières nucléaire à des fins civiles est donc autorisé. Pour vérifier la bonne fois des états signataires, l’Agence Internationale de l’Energie Atomique (AIEA) inspecte les locaux des pays pour vérifier la présence ou non dematériel nucléaire militaire. Le traité été prévu au départ pour une durée de 25 ans, puis il a été reconduit pour une durée indéfinie en 1995. Le TNP est le principal traité sur le désarmement nucléaire, il est aujourd’hui ratifié par 187 pays, seul l’Inde, Cuba, Israël et le Pakistan ne l’ont pas accepté. Il a été signé par la France en 1992. Certains pays comme la Corée du Nord sont suspectés d’empêcher le bon déroulement des inspections de l’AIEA sur leur territoire. Le TNP oblige aujourd’hui les états disposant de l’arme nucléaire de ne plus pratiquer de tests. Il existe régulièrement des conférences, comme celle qui se déroule à New York du 26 avril au 7 mai 2004, où l’on fait un examen des actions de désarmement faites par les pays et un examen en ce qui concerne la non prolifération. De nombreuses questions quant à la position future que devront adopter les pays sont posées. Ce thème est d’autant plus complexe que les Etats-Unis ont pris une nouvelle orientation sur la question de l’armement nucléaire (voir ci-dessous) et que les quatre pays qui ne font pas partie du TNP constituent une menace, tous quatre sauf Cuba possédant l’arme nucléaire.
D'autre part, les deux grandes nations de la guerre froide se sont mises d’accord sur le thème de l’armement nucléaire lors de différents traités. Parmis les plus significatifs on trouve les accords Start I et Start II signés en 1991 et 1994 qui envisagent une forte réduction de l’arsenal nucléaire des Etats-Unis et de l’actuelle Russie, les deux pays s’engageant à ne disposer que de 3000 à 3500 ogives nucléaires. Ce chiffre devra être atteint avant le 31 décembre 2007. En mars 1997, les présidents Eltsine et Clinton s’étaient mis d’accord pour entamer des négociations sur la création d’un traité Start III, mais l’administration Bush a avorté ce projet, estimant qu’il n’était pas d’actualité. Georges Bush Jr décida même de retirer son pays du traité anti-missile balistique, traité entre les Etats-Unis et l’URSS de 1972 qui interdisait de construire des défenses anti-missile. Ce désengagement, ainsi que le refus du sénat américain en 1999 de signer le traité compréhensif contre les essais (CTBT ou TICE) montrent que les Etats-Unis ne sont plus favorables à une politique de désarmement, ce choix étant justifié par la guerre contre le terrorisme, lancée après les attentats du 11 septembre 2001. Auparavant, même pendant la guerre froide, de nombreux accords visant à réduire l’arsenal nucléaire de chaque camp avaient été conclus entre les deux superpuissances. Parmis ces accords on trouve les accords SALT (Startegics Arms Limitation Talks), qui ont limité le nombre de vecteurs de lancements d’armes nucléaires (sous-marins, missiles).
Pour les essais, plusieurs mesures ont été prises. La première est le traité de Moscou de 1963 (voir plus haut). Mais le principal est le TICE (ou CTBT), Traité d’interdiction Complète des Essais nucléaires. La France est très attachée à ce projet, signé en 1996 (suite à l'élection de Jacques Chirac : ce fut une des ces promesses de campagne), qui interdit toute explosion nucléaire, qu'elle soit militaire ou civile, et de n’importe quelle puissance que ce soit. 170 Etats ont signé ce traité. Pour vérifier que les conditions prévues soient respectées, un système de surveillance internationale (SSI) a vu le jour. Ce système est composé de plateformes équipées de différents capteurs. Il en existe de quatre sortes: sismiques, hydroacoustic, infra-son et radionucléïde. Ces capteurs servent respectivement à repérer les vibrations acoustiques dans la terre, dans les océans, l’ondulation de la pression dans l’atmosphère, et les particules radioactives dans le ciel. Grâce à ce dispositif, toute explosion nucléaire est automatiquement détectée.
En ce qui concerne la France, plusieurs mesures ont été prises au début des années 90 au sujet des armes nucléaires. D’après la documentation française, «au point le plus élevé de sa croissance au cours de la guerre froide, l’arsenal nucléaire français n’a jamais dépassé le niveau de quelques centaines de têtes ». La France se dit adopter un principe de suffisance. La politique de désarmement a en fait commencé en 1991 avec le plan global de maîtrise des armements et de désarmement. Dès lors, le pays a annoncé le retrait et la fabrication de plusieurs missiles et a adhéré au TNP en 1992. En novembre de la même année, la production de Plutonium pour les armes a été arrêtée, et en juin 1996 la production d’Uranium hautement enrichi a été stoppée. La part du nucléaire dans le budget de la défense a d’ailleurs baissé de 58% depuis 1990 (source: Maîtrise des armements, désarmement et non-prolifération: l’action de la France). Le pays a également pris des mesures vis-à-vis des essais. Fin juillet 1998, les installations situées dans le Pacifique ont été démantelées. La France est le seul pays ayant signé le TICE qui a respecté les termes de ce traité.
En conclusion, il
semble que le risque dû aux armes nucléaires ait diminué avec les années et
avec la signature de plusieurs traités visant à réduire les arsenaux de chaque
état et les essais de bombes. Il semble malheureusement que ces traités n’élimineront
pas définitivement le risque étant donné que les puissances nucléaires
veulent garder une puissance nucléaire minimum, minimum mais quand même assez
puissante pour engendrer des dégâts irréversibles sur l’environnement et les
populations.
De plus, certains pays instables
comme Israël, le Pakistan et la Corée du Nord possèdent une force de frappe
considérable, dont on ne sait que peu de choses. Il ne faut pas oublier que
la bombe nucléaire est une arme de dissuasion, et que donc tant qu’il y aura
des conflits dans le monde, ce risque ne sera pas éradiqué. Le risque nucléaire
a donc certes beaucoup diminué au cours de ces 30 dernières années,
mais il n'en reste pas moins encore présent dans les esprits.
3°. Limiter les risques liés aux déchets radioactifs : le stockage
Par le biais de son activité industrielle liée au nucléaire, l’Homme ne cesse de produire des déchets radioactifs de plus en plus encombrants au fil des ans comme nous avons pu le constater auparavant. C’est en celà qu’il se doit de répondre d’urgence à une question fondamentale : que faire de ces déchets ? Afin de tenter d’éclaircir ce sujet nous verrons tout au long de cette partie les différentes techniques visant à contenir les déchets radioactifs à l’écart de notre environnement.
a) Le conditionnement des déchets
Afin de produire des colis solides et stables,
qui sont donc plus facile à manutentionner, à transporter et à stocker,
on conditionne les déchets. On les concentre et on les conditionne sous forme
insoluble dans le but d’éviter leur migration dans l’environnement (notamment
l’eau), empêchant ainsi toute contamination par des rayons émis par les radioéléments.
Pour confiner les déchets, on utilise une matrice de confinement
qui constituera une « première barrière de protection » en renfermant les déchets
radioactifs. Différentes matrices sont actuellement utilisées, nous avons :
le ciment, le bitume, le verre, la céramique, et la résine thermodurcissable.
L’emploi de certain matériaux est spécifique aux éléments radioactifs que contient
le déchet.
Les déchets
de Faible Activité (déchets de type A) sont tout d’abord compactés,
puis coulés dans des ciments, des bitumes ou des résines. Ils sont ensuite placer
dans des fûts.
Les
déchets de type B étaient auparavant enrobés dans du bitume ou du béton
(matériau inerte). Ils sont depuis peu compactés ou vitrifiés,
puis disposés à l’intérieur d’un conteneur en acier inoxydable. Les assemblages
irradiés, ne sont, quant à eux, pas retraités, mais sont juste entreposés dans
des piscines en attendant le moment du stockage, où ils seront alors placés
dans de volumineux conteneurs.
Pour les déchets de Haute
Activité (déchets de type C), issus principalement du retraitement du
combustible irradié, on fait appel aux verres et aux céramiques (exceptionnellement
étanches, mais coûteuses). En premier lieu, on vitrifie les déchets sous forme
de verres borosilicates (étape se déroulant à l’usine de retraitement de la
Hague en France). Ces verres présentent une résistance face à la chaleur ainsi
qu’aux irradiations. Ensuite, ces verres sont enrobés dans un conteneur en acier.
Tant que la structure vitreuse n’est pas dégradée, le verre résiste bien au
contact des eaux souterraines. En cas de lessivage important, une attaque en
profondeur lente se fait par un phénomène de « lixiviation ». La radioactivité
relâchée est étalée dans le temps.
b) L'entreposage des déchets
C’est
la phase pendant laquelle les éléments radioactifs, trés chauds, refroidissent
et n’émettent plus de rayonnements. En effet, les assemblages irradiés des réacteurs
sont placés dans une piscine de refroidissement (ou de déchargement) en général
proche du réacteur, pendant quelques années. Durant cette période, les deux
tiers de produits de fission se transmuteront en noyaux stables. Les déchets
de haute activité (HA) sont ainsi mis à l’abri dans des conditions sûres.
Les centrales d’EDF possèdent une capacité totale de stockage de
4000 tonnes, il n’en restait plus que 1100 en 1998. Mais cet entreposage n’est
avant tout que provisoire, et doit permettre aux chercheurs de définir un type
de stockage complètement fiable, et néanmoins réversible (possibilité de récupérer
les déchets ultérieurement), au cas où les nouvelles techniques permettraient
de réduire la radioactivité de certains déchets (qui deviendraient alors moins
dangereux).
Hélas, le fait d'entreposer les combustibles irradiés n’est pas sans conséquence. En effet, il se produit dans ces entrepos des déchets tels que des résines, ou encore des cartouches de Nymphéas. Si un jour, par mégarde, ou par problèmes mécaniques, il se crée une perte d'eau de refroidissement ou bien une coupure de l’approvisionnement en électricité (qui permet le refroidissement de l’eau d’une piscine en entreposage avant que le combustible ne soit bien refroidi), il se pourrait qu'une fuite de produits de fission et de transuraniens se crée, ce qui s’avèrerait être une catastrophe.
c) Le stockage
Le stockage a pour
simple principe de mettre à l’abri de la biosphère et de l’atmosphère les radioéléments
qui leurs sont nuisibles. Nous savons que la radioactivité de certains de ces
éléments peut décroître très rapidement, mais il n’en est pas le cas pour tous,
et c’est de là que vient le danger et donc les difficultés, car il faut alors
adopter un stockage particulier pour ces déchets, qui de plus, ne cessent de
s’accumuler. Mais le stockage
est face à un dilemme : la réversibilité. En effet, si un jour les nouvelles
techniques s’avèraient être exploitables pour le stockage, comme par exemple
la « désintégration » des actinides, ou encore si l’on est capable d'envoyer
ces déchets dans l'espace, est-ce que le stockage
définitif s’avèrerait être si utile que celà? C’est pour toutes
ces raisons qu’il faut trouver un stockage réellement approprié.
Afin de pouvoir exploiter un tel
stockage, ce sont des recherches très précises qui sont effectuées par des centaines
de chercheurs. Une des étapes primordiale, consiste, en un premier lieu, à établir
la nuisance potentielle des éléments radioactifs en fonction des conditions
de stockage. On entend par-là l’éventuelle possibilité qu’un de ces éléments
migre du centre de stockage vers la chaîne alimentaire (en passant par les sols).
Le type de stockage varie donc
d’un déchet à l’autre suivant le type de radioactivité qu’il contient. Cependant,
on distingue globalement 3 grands type de stockage, qui sont :le stockage en
surface, le stockage par immersion sous-marine et le stockage en profondeur.
Le
stockage en surface :
Le
stockage en surface est adapté pour des éléments à vie courte et moyenne
car il suffit de leur donner un peu de temps pour voir leur radioactivité baisser
rapidement. Leur gestion ne pose donc pas trop de problèmes. Mais avec une grande
quantité, ils représentent un danger car ils contiennent une très importante
radioactivité. C’est pour cela qu’à la sortie du réacteur ils sont placés dans
des piscines afin que la radioactivité des produits radioactifs à vie courte
puisse décroître rapidement; suite à quoi ils seront ou stockés ou retraités.
Bien qu’ils représentent un important
volume, il suffit d’une attente « modeste », estimée à 300 ans pour que la radioactivité
des déchets de type TFA soit dite « inoffensive ». Cependant aucun site
de stockage n’existe pour de tels déchets, c’est de là que vient le problème
car les déchets s’accumulent et pourraient même être en circulation dans le
domaine public. La compagnie Euratom a établi des seuils en-dessous desquels
les matières contaminées par les radionucléides sont exemptes des réglementation
imposées aux matières nucléaires. La DSIN a instaurée une classification des
installations en zones radioactives et non-radioactives, pour ainsi définir
les types de matières qui devraient être traitées en tant que déchets radioactifs
pendant les opérations de démantèlement d’un centrale nucléaire. Ce n'est seulement
qu'après avoir défini le type de zone que l'on traite les déchets d’une zone
dite radioactive en tant que matière radioactive, et que l’on effectue une mesure
de cette radioactivité avant chaque évacuation. Quant aux zones dites non-radioactives,
on traite les déchets en tant que matière « classique » .
Les déchets de type
A sont gérés par l’ANDRA (Agence Nationale pour les Déchets RAdioactifs ; organisme
que nous avons par ailleurs consulté) dans deux centres de stockage en
surface, situés dans la Manche et dans l’Aube . Le site de la Manche est actuellement
dans sa phase de surveillance puisqu’il est arrivé à saturation. Dans l’Aube,
le centre a une capacité de stockage de 1 million de m3, pour une superficie
de 95 hectares : il devrait donc fonctionner environ 50 ans. Ce centre a relayé
celui de la Manche lorsque celui-ci fut mis en phase de surveillance. On distingue
globalement deux phases dans un centre. La première consiste à conditionner
des colis radioactifs (les déchets sont immobilisés dans une gangue en béton)
qui s’accumulent au fil du temps, c’est la phase de remplissage ou d’exploitation.
Ces colis sont recouverts d’une couche imperméable ainsi que de quelques mètres
de terre drainante, le tout étant placé au-dessus du niveau de la nappe phréatique.
Dans un second temps et suite à la première phase achevée, c’est à dire lorsque
les centres sont pleins, il y a la phase de surveillance.
Auparavant, les déchets de type
B étaient enrobés dans du bitume ou béton (matériau très inerte). Maintenant,
les embouts ainsi que les coques sont destinés à être compactés sous forme de
galettes ; galettes qui seront ensuite mises dans des conteneurs en acier inoxydable
(comme ceux présent les ateliers de vitrification). Cette nouvelle méthode a
facilité grandement les opérations de stockage, de transport et de manutention.
Cependant on pense prochainement à les enfouire sous terre. En attendant que
les stockages souterrains puissent être effectués, les déchets de type B, sont
mis en entreposage dans les sites où ils furent crées.
Pour les déchets de
type C, il existe deux options. La première consiste à considérer comme déchets
les assemblages irradiés, formant ainsi un grand caisson de plusieurs tonnes.
Ces déchets, très fortement radioactifs, sont protégés par les parois
du conteneur ainsi que par les gaines enrobant les crayons du combustible irradié.La
deuxième option consiste à retraiter les assemblages, et à en extraire les produits
de fission et actinides conditionnés au sein du verre. C’est de ces deux éléments
que provient plus de 98 % de la radioactivité. Les déchets vitrifiés sont alors
placés dans un conteneur en acier. Au final, on obtient des colis de
près de 400 kilos, qui occupent moins de place et sont plus faciles à stocker
et à manutentionner que les colis de la première option. Les déchets de type
C, après leur conditionnement, sont stockés en surface, sur leur lieu de production,
pendant environ 30 ans. Comme ils contiennent des radioéléments à vie courte
et très actifs qui dégagent continuellement de la chaleur, on a besoin de les
refroidir. Une fois le refroidissement accompli, les industriels songent à les
mettre sous terre : c’est un stockage géologique. Pourtant, il serait préférable
de mettre en place un stockage réversible, afin que les déchets soient accessibles
si des progrès techniques permettaient de les faire disparaître par incinération
ou autre méthode. Mais nous aborderons ce sujet plus bas dans la partie concernant
La loi Bataille.
Le stockage en immersion sous-marine :
Au début de
l’ère nucléaire, c’est une option qui plut beaucoup aux industriels. On pouvait
effectivement penser que l’immensité de l’océan (700 millions de km²) puisse
être une solution, mais ils abandonnèrent l’idée quand ils virent l’augmentation
des déchets. C’est ainsi que la France arrêta ce type de stockage en 1962 ;
tandis que certains pays, tels que l’Angleterre et la Suisse, stoppèrent, eux,
leur activité en 1982. En 1998 furent découverts des sous-marins nucléaires
russes laissés à l’abandon, dans lesquels gisaient pas moins de 32 conteneurs
corrodés de combustible usés à l’air libre. Or, les risques et les conséquences
d'une immersion sous-marine des déchets sont immenses.
Dans le cas normal, les
radioéléments se situent dans un matériau insoluble, et ne peuvent donc pas
être « libérés » de leur enceinte. Même en cas de radioactivité extrêmement
élevée, les rayons alpha et bêta émis ne pourraient pas sortir du bloc vitrifié
(insoluble) dans lequel les radioéléments sont incérés. L’unique danger résiderait
donc dans les rayons gamma. Mais du fait que l’eau serve d’écran, ces rayons
verraient leur effet diminué de moitié tous les 11 cm. De plus comme ils n’induisent
aucune réaction nucléaire, même si un poisson est traversé par ces rayons gamma,
il ne pourrait en aucun cas contaminer la chaîne alimentaire, et donc par conséquent,
nuire à l’Homme.
Cependant, il existe tout
de même des techniques visant à diminuer l’irradiation ; nous pouvons enrober
le bloc de déchets d’un blindage opaque aux rayons gamma, ou encore l’immerger
dans une fosse marine, où il n’y ait aucune présence de faune (quoique....).
Mais le danger résiderait alors, dans la longue durée de vie des déchets nucléaires.
Car bien qu’ils soient enrobés de matériaux dits insolubles, nous n’avons aucune
garantie quant à la résistance de ces matériaux, qui, soumis à des irradiations
et au temps, pourrait se détériorer et finir en poudre. Si cela arrivait, les
radioéléments seraient alors sous forme d’un composé soluble qui pourrait alors
diverger plus loin et même être ingéré par un animal, ce qui représenterait
un réel danger pour la chaîne alimentaire.
L’Homme avait également
pensé immerger les déchets à vie longue dans les couches de sédiments
située dans des grands fonds océaniques, au milieu des plateaux continentaux,
où ne règne aucune activité tectonique. Ils auraient alors creusé de profonds
forages à l’intérieur desquels ils auraient entreposé les conteneurs. La vase
viendrait colmater les vides, et en cas de dégradation du matériau "protecteur
", cette même vase ferait écran : la radioactivité de pourrait donc
pas atteindre la surface. Notons que le Plutonium migre très lentement, seulement
de quelques mètres en l’espace de 100 000 ans. L’inconvénient de ce procédé
est qu’il en fait un stockage irréversible. De plus, du fait que nous sommes
dans les eaux internationales, il vient également s’ajouter un obstacle politique.
Le stockage en profondeur :
C’est, de loin, le
stockage qui semble le plus approprié à l’attente de tous, puisqu’un tel stockage
mettrait les produits dangereux hors d’atteinte de la biosphère grâce aux multiples
« barrières géologiques » faisant obstacle à leur migration. Nous savons, en
effet, que les sites géologiques peuvent rester « en place » durant des millions
d’années, et les réserves naturelles que nous exploitons, telles que le pétrole
ou le gaz, seraient restées enfouies dans le sol si nous ne les avions jamais
exploitées.
Un stockage en profondeur se
révèlerait donc être fiable pour les générations futures. Cependant, pour éviter
tous désagréments, on cherche des couches dites hydrophobes (qui ne contiennent
pas d’eau) : ce serait les cas des couches argileuses et des mines de sel ou
encore des zones granitiques. Et encore faut il que ces couches ne présentent
aucun risque sismique : c’est à dire un lieu à l’abri des séismes, d’éruptions
volcaniques et même de failles (ce qui n'est pas encore gagné !).
Pour protéger ces déchets,
il existerait alors 3 types de barrières. La première serait une barrière
de protection : la matrice de confinement qui empêche la dispersion des radioéléments
alors contenus dans du béton, du bitume, du verre, ou de la résine thermodurcissable.
La seconde serait la « barrière ouvragée » : c’est elle qui éviterait tout contact
entre les conteneurs et la roche. Ces conteneurs, sont eux, entourés d’argile
(très absorbante) : c’est le cas de la bentonite, qui gonfle lorsqu’elle est
humide, et sert alors de bouchon à la fois chimique et mécanique, ce qui retarde
la dégradation du verre. Ensuite, après avoir attendu une période de 150 ans,
c’est la phase de surveillance qui aurait lieu : le site serait "obturé"
(galeries, puits d’accès et de ventilation) par des scellements réalisés, eux
aussi, par de l’argile. Enfin, la troisième et dernière barrière serait celle
du site elle-même : la « barrière géologique » qui offrirait un site géologique
profond et hydrophobe.
Hélas,
ces stockages en profondeur n'ont toujours pas été réalisés
(voir chapitre sur La loi Bataille). Cependant, en France à la Bure (entre la
Haute-Marne et la Meuse), on a construit un laboratoire dans une couche argileuse
très imperméable et facile à creuser, stable du point de vue géologique, et
vieille de près de 155 millions d’années. Ce laboratoire souterrain est un laboratoire
de recherche, qui vise à trouver les meilleurs sites pour un stockage en profondeur
définitif et réversible et à appréhender l’avenir de ces déchets qui seront
laissés à de grandes profondeurs et pendant de longues, voir très longues périodes
dans le temps.
D'autre part, d'autres terrains
comme les mines de sel, les couches argileuses et les zones granitiques pourraient
sembler être de bon sites de stockage en profondeur ; maais qu'en est-il
réellement ?
Tout d’abord, un premier site de stockage
envisageable serait les mines de sel. En effet, cela semble être un site « exceptionnel
» du fait que le sel en fasse un terrain complètement anhydre, c’est à dire
dépourvu d’eau et composé, soit de plusieurs km3 de sel, soit de couches sédimentaires
de sel impur. Les déchets seraient alors très bien isolés. De plus, de tels
sites possèdent une importante plasticité, ce qui permet une bonne cicatrisation.
Mais du fait que le site contienne des ressources minérales précieuses que l’homme
pourrait exploitées à l’avenir en fait un réel inconvénient. De plus, il faut
que le terrain soit géologiquement stable, afin de ne pas craindre un déversement
d’eau, qui amènerait le sel à se dissoudre entraînant ainsi une perte
de la radioactivité.
Les couches argileuses
feraient également office d’un bon site de stockage. Effectivement, l’argile,
plastique, hydrophobe, offrirait un terrain très homogène, stable physio-chimiquement,
capable de retenir les radioéléments très actifs et de se colmater rapidement
suite à des déplacements de terrain. Le problème que pose un tel site est dû
à une éventuelle augmentation de la température qui, dans un cas pareil, ferait
perdre à l’argile toutes les qualités que nous lui attribuons.
La troisième possibilité
serait les zones granitiques. Nous savons que le granite est une roche cristalline,
qui détient donc une forte capacité d’isolation. De plus, c’est une roche très
solide, dans laquelle il serait aisé de mettre en place des grandes zones de
stockage. L’inconvénient majeur réside dans le fait que cette roche cristalline
est sujette aux fractures (failles, fissures, cassures).
Le stockage en profondeur
devra donc s’avérer être fiable sur plusieurs plans. Les recherches actuelles
portent principalement sur les propriétés de ces roches hôtes, la « faisabilité
» du stockage, ainsi que sa réversibilité. Ainsi donc, nous l’aurons compris
le stockage en profondeur est encore à l’état de l’étude, et rien n’a encore
été décidé à ce jour par les gouvernements.
De plus, quelque soit le type
de stockage envisagé, la période de stockage des déchets est à l’échelle des
siècles ! Bien que nous ne sachions pas précisément comment les matériaux de
confinement (bitume, béton…) réagirons face à une forte irradiation et au temps,
nous savons cependant que la destruction de ces barrières sera compensée au
fil du temps par la diminution de la radioactivité. Prenons par exemple les
déchets de type C (issus de la fission de l’atome) : ceux-ci voient leur activité
diminuée de 500 en « seulement » 2 siècles, quant aux actinides, cette activité
ne diminue que de 30, pour un même laps de temps. On sait qu’il nous faudra
fournir de bonnes barrières, résistantes, qui puissent au minimum assurer une
sécurité les premiers siècles. Ensuite, se seront aux barrières géologiques
d’assurer leur rôle.
[cliquez
ici pour avoir des informations sur la "Loi Bataille"]