VI Risques liés à l'amont et à l'aval du cycle : l'extraction du minerai et le devenir des déchets radioactifs
[cliquez ici pour voir quel est le cycle de l'Uranium]
1°. Les risques liés à l'amont du cycle : l'extraction du minerai
a) Les déchets de l'amont du cycle
Les déchets fabriqués
tout au long du cycle, c’est à dire de l’extraction de l’Uranium jusqu’à la
fabrication de produits servant à produire de l'énergie nucléaire
sont principalement les résidus miniers. Du fait que le minerai dit « uranifère
» soit un TFA (Trés Faible Activité), il ne contient donc qu’un
faible taux d’Uranium ; ce qui permet à l’Homme une utilisation très importante
des quantités de roches contenant ces précieux minéraux. C’est ainsi que ces
roches sont broyées sur place. Ces dernières contiennent alors les éléments
radioactifs issus de la descendance de l’Uranium et les résidus miniers contiennent
justement 80% de cette descendance (à l’exception du Radon).
Les opérations liées
à l’extraction minière ne créent en rien une nouvelle radioactivité, mais elles
contribuent à la remontée de la radioactivité naturelle présente dans les sous-sols,
radioactivité toutefois très faible, à la surface.
Nous noterons cependant
qu’il se forme une quantité non négligeable d’Uranium appauvri lors du « cycle
du combustible », de l’ordre des 8000 tonnes/an en France. Cet Uranium appauvri
provient de la séparation isotopique de ce dernier, mais également de son retraitement
(de 800 à 1000 tonnes).
C’est après avoir fourni près
de 50 millions de m3 de résidus miniers que les mines françaises fermèrent (la
dernière tonne d’uranium fut extraite en Mai 2001 à Jouac en Haute-Vienne).
b) L'extraction du minerai et ses conséquences sur la santé et sur l'environnement
L'industrie
minière exploite différents types de mines que l'on classe principalement
en 3 catégories : les mines à ciel ouvert, les mines souterraines
en galerie et les mines mixtes (souterraines et à ciel ouvert).
Or, cette industrie minière,
bien qu'elle n'utilise que des éléments TFA d'origine naturelle,
ne reste pas sans conséquences sur la santé et sur l'environnement
: l'activité de l'homme fait encore une fois parler d'elle.
On distingue
principalement 3 risques, et , par conséquent, 3 conséquences
liés à l'extraction du minerai.
Tout d’abord, à l’échelle
atmosphérique, cette activité se traduit par des rejets tels que du radon et
des poussières radioactives qui polluent l'environnement proche et qui provoquent
certaines contaminations des sols (voir transparent lors de la représentation)
De plus, on retrouve souvent
à proximité des mines des déchets de nature liquides qui se caractérisent
par de l’eau d’exhaure (crée par les forages et provenant des ruissellements
del’intérieur de la mine). Ces eaux sont très souvent acides ; c’est pour cela
qu’elles sont pompées puis traitées, à l’aide de chaux (ce qui neutralise l’acidité),
mais hélas, ce traitement n'a pas toujours lieu. On peut ensuite décanter
l’eau afin d’y enlever toute trace de matière solide. En France l’eau qui contient
du Radium (élément hautement radioactif) est traitée avec du chlorure
de baryum, ce qui aboutit à la formation de sulfate de radium. Mais ces
traitements ne sont pas totalement efficaces et ils créent des déchets solides.
Enfin, on peut constater
la présence de déchets solides : des boues et des précipités en provenance du
traitement des effluents liquides, mais également des stériles (roches
extraites où l’uranium est à l’état de trace : moins de 0,03 % en France : ces
roches ne sont donc pas traitées). En 1992 la France avait accumulé 270
millions de tonnes de ces roches, or , ces roches représentent un risque car
elles peuvent rejeter dans l’atmosphère des poussières radioactives ainsi que
du radon si elles ont une couverture et une localisation défaillantes. Elles
peuvent même nuire à l’hydrosphère en cas de pluie : les matières toxiques et
radioactives infiltreraient alors le sous-sol pour se retrouver confinées dans
les eaux souterraines et superficielles.
De plus,
ces roches formées posent de plus en plus de problèmes de stockage, problèmes
qui sont d’autant plus importants à cause de la teneur divergente en
Uranium de ces différentes roches.
A ces problèmes dus à l’activité
minière, viennent auparavant s’en ajouter d’autres. En effet, sur certaines
de ces mines se trouvaient autre fois des villages qu’il a fallu rasés contraignant
ainsi un grand nombre de population à quitter les lieux. Les terrains
furent également touchés par la construction des mines puisqu’il fallut détourner
des rivières, mais aussi stériliser certaines terres agricoles et naturelles.
S’il existe des risques liés à ce type d’activité avant et pendant le fonctionnement
des mines (notamment pour les mineurs qui sont parfois mal protégés),
c’est une utopie de croire qu’une fois ces dernières détruites, les risques
n’existent plus. En effet, l’homme, après une exploitation complète, laisse
sur le terrain les déchets miniers, et peut même venir y déposer des déchets
plus dangereux (provenant d’autres sites).
Une mine d'Uranium à ciel ouvert (à
gauche ; source : images google) et Une mine d'Uranium souterraine
en galleries (à droite ; source : images google)
2°. Les risques liés à l'aval du cycle : les déchets radioactifs
C’est en fonction de leur activité, de leur nature et de la période radioactive des isotopes contenus dans ceux-ci que l’on classe les différents types de déchets nucléaires sous formes de grandes classes, comptabilisées au jour d’aujourd’hui au nombre de cinq. On effectue ces catégories grâce à des réglementations qui fixent une activité maximum provenant des ces déchets. On distingue ainsi les déchets miniers (c'est à dire ceux qui proviennent de l'extraction du minerai, le plus souvent l'Uranium), les déchets de Trés Faible Activité (TFA), les déchets de Faible Activité (FA) dits déchets de type A, les déchets de Moyenne Activité (MA) dits déchets de type B et les déchets de Haute Activité (HA) dits déchets de type C.
a) Les déchets miniers
Les déchets miniers sont naturels, et proviennent des roches d’où l'on a extrait l’uranium, et sont donc laissés sur l’emplacement des mines. Il peuvent être (ou sont) considérés comme de la radioactivité naturelle.
b) Les déchets de Trés Faible Activité (TFA)
Les déchets de Très
Faible Activité sont, quant à eux, issus de différentes origines.
En premier lieu nous trouvons
pour origine l’industrie nucléaire avec le démantèlement de ses centrales nucléaires,
de ses centres de recherche et de ses production de matières radioactives.
D’autres industries sont également
concernées : c’est le cas de l’agroalimentaire, de l'industrie chimique et de
l'industrie métallurgique. Ces industries utilisent dans leurs procédés de fabrication
des minerais susceptibles de contenir de la radioactivité naturelle.
Enfin la dernière origine proviendrait
de l’assainissement ainsi que de la réhabilitation d’anciens sites pollués,
tels que des laboratoires ou bien des installations industrielles. Ces déchets
sont majoritairement des gravats, comme du béton, du plâtre, de la terre ; et
de la ferraille, tels que de la tuyauterie ou des éléments de charpentes métalliques,
qui furent tous mis en contact avec des produits radioactifs ou ayant été activés
à la suite d’une irradiation.
Les TFA sont avant tout des
résidus industriels dont l’activité varie aux alentours des 10 000 becquerels
(Bq) par kilogramme. Ce niveau d’activité qui pourrait sembler importante n’est
en fait que très faible, et il rejoint même celui de la radioactivité naturelle
au bout de quelques dizaines d’années (par exemple le granit « rejette » 4000
Bq /kg contre 8000 Bq/ kg pour un Homme).
Si l’on était amené à démanteler
tout le parc nucléaire français, ce serait 80 millions de tonnes de TFA qui
seraient produits.
c) Les déchets de type A
Les déchets de type
A sont les plus imposants : ils représentent en effet 90 % ,en France, du volume
total de déchets radioactifs produits. Du fait qu’ils ne constituent
que 1% de la radioactivité dégagée par ces déchets
, ils sont dits de Faible Activité.
Ce sont majoritairement des
objets contaminés provenant d’usines nucléaires, de laboratoires, de la médecine
(en faible quantité), voire également d’industries agroalimentaires ou métallurgiques.
Ces objets ont été en contact avec des produits radioactifs, comme par exemple
des vêtements d’employés (gants), de la résine de traitement de l’eau des réacteurs,
des filtres ou des outils.
La réglementation impose que
l’activité des déchets de type A soit inférieure à 3,7*10 puissance 8 Bq /kg.
Ces déchets sont ainsi principalement composés de radioéléments de vie courte
ou moyenne qui sont en l’occurrence émetteurs de rayons bêta ((ou alpha (gamma)
en cas d’ingestion, ce qui s’avère être beaucoup plus nuisible)). Ils possèdent
une période de l’ordre de quelques dizaines d’années. Au bout de 30 ans, il
est estimé que ces déchets perdent la moitié de leur radioactivité et qu’au
bout de 300 ans elle ait même totalement disparue.
On estime cette production
de déchets à environ 20 000 m3/an (chiffres 2000), paradoxalement
elle a diminué d’un tiers en 10 ans alors que la production d’électricité d’origine
nucléaire, elle, a augmenté.
d) Les déchets de type B
Les déchets de type
B représentent 10 % du volume total pour une radioactivité de 9%.
On regroupe dans le nom de
déchets de type B des déchets de Faible et de Moyenne Activité (de vie longue).
Qu'ils soient solubles ou insolubles, ils proviennent majoritairement des opérations
de retraitement (des appareillage utilisés), comme les gaines, embouts massicotés,
coques, filtres, résines, des produits de décantation et de centrifugation,
des boues d’épuration, ainsi que des matériaux contaminés lors des opérations
de maintenance et de réparation (vêtements, outils, pièces de rechanges) .
Leur radioactivité est considérée
comme moyenne. La réglementation fixe ici une valeur qui doit être inférieure
à 3,7.10 exposant 11 Bq /kg Ils sont certes moins radioactifs que les déchets
issus du combustible irradié mais ils nécessitent une gestion rigoureuse car
ils sont contaminés par des éléments radioactifs à période longue (et renferment
des émetteurs alpha en grande quantité), pouvant aller du millier d’années jusqu’à
des millions d'années, ce qui n’est donc absolument pas négligeable.
e) Les déchets
de type C
Pour leur part, les
déchets de type C (déchets vitrifiés) représentent seulement 1% du volume alors
qu’ils concentrent prés de 99% de la radioactivité présente dans le combustible
irradié et 98% de celle de l’ensemble des déchets de type A, B et C.
Cette radioactivité si importante
vient du fait que ces déchets contiennent les produits de fission et des actinides
qui sont accumulés dans le combustible irradié des réacteurs. Ils peuvent générer
une importante énergie thermique.
Ce sont eux qui nécessitent la plus
grande précaution en terme de gestions de déchets radioactifs. En effet, l’activité
du combustible irradié lors de sa sortie du cœur du réacteur est de l’ordre
de 9,2.10 exposants16 Bq /kg .
La production annuelle de combustibles
déchargés dans l’hexagone avoisinait en 2000 1000 tonnes. En France on effectue
un retraitement de ce type de déchets ce qui permet, en autre, de réduire le
volume occupé par ces derniers.
f) 2 autres types de déchets radioactifs
Cependant, à ces
cinq classes viennent s’ajouter deux autres types de déchets radioactifs.
Tout d’abord, il y a les déchets
radifères. Ces derniers sont des déchets FA, mais ils contiennent une quantité
notable de radium.
On trouve également des
déchets contenant du graphite. Ils sont issus de certains réacteurs UNGG, ainsi
que de réacteurs d’EDF. Ces déchets sont constitués d’empilement de graphite
(carbone naturel ou artificiel cristallisé, presque pur, gris-noir, tendre et
friable) et possèdent des radionucléides à vie longue tels que le nickel 63,
le carbone 14, ou le chlore 36.
g) Estimation du volume total des déchets engendrés par une telle activité nucléaire (estimation pour 2020)
Volume en m3
|
Pourcentage du volume par rapport au
volume total
|
Pourcentage de la radioactivité
dégagée par rapport à la radioactivité totale
(dégagée par les déchets)
|
|
Catégorie A
|
1 000 000
|
89.7%
|
1%
|
Catégorie B
|
110 000
|
9.8% |
9%
|
Catégorie C
|
4000 à 6000
|
0.5%
|
90%
|
Comme nous pouvons le constater, les déchets radioactifs sont trés nombreux en termes de diversité et de volume. Or, la plupart de ces déchets sont dangereux voire trés dangereux pour l'homme et l'environnement ; et ce en raison de la radioactivité qu'ils libèrent (voir "risques liés au nucléaire civil", sous-partie sur les effets de la radioactivité)). L'un des prochains défis de l'homme consiste donc à stocker voire retraiter ces déchets en vue de respecter l'environnement et de rassurer la population.