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 Innovation dans la gestion des déchets nucléaires
Innovation dans la gestion des déchets nucléaires

De la prévention au stockage, la Belgique innove dans la gestion des déchets nucléaires

L’innovation est omniprésent dans les différents domaines de la technologie nucléaire. Aussi dans la prévention et gestion des déchets nucléaires. À titre d’exemple, le combustible des centrales nucléaires est utilisé avec toujours plus d’efficacité, de sorte qu’il faut le remplacer moins rapidement. Et dans le secteur médical, les isotopes se révèlent, eux aussi, sans cesse plus efficaces. Aussi dans la gestion des déchets, l'innovation joue son rôle.

La gestion des déchets nucléaires en plusieures étapes

La gestion des déchets nucléaires comporte plusieurs étapes. Pour commencer, il convient de tout mettre en œuvre pour éviter de produire ces déchets (prévention). Précisons qu’une matière nucléaire est considérée comme déchet dès le moment où elle ne peut plus être utilisée de façon utile.  La prochaine étape consiste à trier les déchets selon leur catégorie, étant donné que le transport et le traitement des déchets vont justement dépendre de la catégorie à laquelle ils appartiennent.

L’ONDRAF, le gestionnaire des déchets nucléaires en Belgique, vérifie ensuite si le contenu des déchets correspond bien à la description documentée qui en a été dressée. Une fois les déchets acceptés, ils sont transportés à Dessel, sur le site de Belgoprocess. Cette dernière est une filiale de l’ONDRAF et assure le traitement et le stockage temporaire des déchets. Le traitement des déchets est, au demeurant, toujours effectué en vue de garantir un stockage temporaire et définitif sûr.

Scan intelligent de colis de déchets afin d’en établir le passeport nucléaire (source : Belgoprocess).

À chaque colis de déchets nucléaires son passeport !

Avant de procéder au traitement d’un colis de déchets nucléaires, il convient d’abord d’en valider le contenu. Le traitement et le stockage en toute sécurité et de façon optimale des colis dépendent en effet d’une bonne connaissance du contenu chimique et radiologique des déchets : les déchets sont-ils par exemple solides ou liquides, inflammables ou compressibles, de faible, moyenne ou haute activité, ou contiennent-ils ou non des isotopes à vie longue ?

La composition des déchets nucléaires est vérifiée au cours des différentes phases de la gestion des déchets.  Ainsi, l’ONDRAF et Belgoprocess réalisent un contrôle d’acceptation avant de procéder à la gestion des déchets d’un exploitant.

Belgoprocess et l’ONDRAF innovent de surcroît constamment pour parvenir à déterminer avec toujours plus de précision le contenu des colis de déchets. C’est pourquoi il est primordial de bien connaître le processus qui conduit à la production de déchets nucléaires et de sélectionner les bonnes techniques (et appareils) de mesure.

Actuellement, Belgoprocess travaille sur le développement d’une méthode innovante baptisée « Dose-to-Curie ». Celle-ci permet de déterminer le contenu radioactif d’un colis avec une précision toujours plus haute grâce à la mesure intelligente des doses de rayonnement sur la surface extérieur du colis. In fine, chaque colis de déchets dispose de son propre passeport !

Un colis de déchets sorti du supercompacteur. Ce dernier possède une force de compactage de 2000 tonnes ! (source : Belgoprocess)

Techniques de traitement innovantes

Dans un premier temps, Belgoprocess traite les déchets radioactifs qui lui sont livrés sur son site (si le traitement n’a pas encore eu lieu), avant de les stocker en toute sécurité. Dans le jargon du secteur, cette étape s’appelle le « conditionnement ». Pour ce faire, Belgoprocess dispose de supercompacteurs à la pointe de la technologie, d’un incinérateur doté d’un système de filtration et de machines de cimentation. La méthode de traitement dépendra des propriétés radiologiques et chimiques des déchets. Ce supercompacteur est ainsi capable de compacter 2 à 10 fûts de déchets pour former un nouveau colis de 400 litres.

Scories versées dans l’installation plasma (source : Belgoprocess).

Jusqu’à 80 fois moins de déchets grâce à un incinérateur plasma

Sur le terrain de la réduction continue des quantités de déchets nucléaires, l’incinérateur plasma constitue le joyau de Belgoprocess. Il ne s’agit pas d’un incinérateur ordinaire, puisqu’il est capable de générer une torche à plasma pouvant atteindre 5 000 °C ! 

À de telles températures, presque tous les matériaux fondent, y compris le béton ou l’acier, et les matières organiques comme le bois ou le plastique se gazéifient. On obtient au bout du compte des scories vitreuses, qui seront reversées dans un fût définitif, sans compter que le volume des déchets radioactifs se réduit considérablement pendant le processus. Il est ainsi possible de ramener 80 m3 de déchets – du moins s’agissant des déchets combustibles – à seulement 1 m3. En outre, comme cette méthode nécessite de séparer moins de déchets, elle renforce également la sécurité du processus de traitement des déchets.

Belgoprocess a déposé un brevet pour protéger sa technologie et a récemment construit sa première installation en Bulgarie. Cette méthode réduit considérablement les quantités de déchets radioactifs et rend la production d’énergie nucléaire plus durable !

Robot innovant conçu pour le démantèlement nucléaire (source : BROKK)

Démantèlement hautement technologique avec des robots

Le démantèlement des installations existantes fait lui aussi l’objet d’une innovation continue afin de générer le moins de déchets possible. Bien souvent en réalité, lorsqu’un bâtiment est démantelé (p. ex. un bunker consacré à des applications médicales), seule une fine couche supérieure du mur en béton s’avère radioactive. En éliminant minutieusement cette couche supérieure, on s’efforce ainsi de produire un minimum de déchets. Après élimination de cette couche, le bâtiment est alors « libéré », ce qui signifie qu’il ne contient plus aucune radioactivité.
Les avancées technologiques donnent lieu à la création de machines capables d’éliminer la radioactivité d’une façon toujours plus sûre et efficace. La robotique joue un rôle primordial à cet égard.

Échantillonnage intelligent dans le cadre du démantèlement 

Afin de produire le moins de déchets possible pendant le démantèlement des installations, il est capital de procéder préalablement au prélèvement d’échantillons de qualité. Pour ce faire, Belgoprocess a développé une méthode innovante fondée sur la « géostatistique ». En établissant des points d’échantillonnage intelligents, il est possible de diminuer le nombre de mesures à effectuer pour en déduire la radioactivité entre les différents points de prélèvement. Cette méthode permet de circonscrire avec précision la zone à démanteler, et donc de réduire la quantité de déchets. Elle peut d’ailleurs être appliquée aussi bien en 2D (pour la contamination de surface) qu’en 3D (pour les volumes radioactifs).

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