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ENERGIE - Le démantèlement des installations nucléaires
ENERGIE - Le démantèlement des installations nucléaires

Le démantèlement des centrales et installations nucléaires

La Belgique est pionnière dans le domaine et a mis au point des techniques de démantèlement éprouvées. Le démantèlement du réacteur prototype BR3 du SCK●CEN à Mol a été considéré comme un modèle international de référence. Dans cet article, découvrez plus les différentes phases du démantèlement, qui est responsable et une liste d’exemples dans le monde.

Le démantèlement expliqué

Après avoir été mise à l’arrêt définitivement, une centrale ou une installation nucléaire devra être décontaminée et complètement démantelée. Les opérations de démantèlement peuvent s’effectuer dans la foulée de l’arrêt ou être différées. L’objectif est double : évacuer en toute sûreté la totalité des substances radioactives contenue dans l’installation et réhabiliter le site pour une nouvelle utilisation. Ce processus comprend à la fois des opérations techniques et des procédures administratives codifiées très strictes.

Le démantèlement est pris en compte dès la conception de la centrale ou de l’installation nucléaire (par exemple les réacteurs de recherche), tant du point de vue technique que financier. Le démantèlement s'effectue à la suite de l’arrêt définitif de l’unité de production d’électricité ou de l’installation.

Qui paie pour le démantèlement ?

Chaque consommateur d’électricité paie directement ou indirectement une contribution pour le démantèlement des centrales nucléaires. Des règlementations internationales et nationales imposent aux propriétaires d’installations nucléaires de constituer des réserves financières pour assurer, le moment venu, le financement des coûts de démantèlement et de réhabilitation des sites ainsi que des coûts liés à la gestion définitive des déchets associés. Le fournisseur d’électricité possédant du nucléaire dans son parc de production va donc inclure ce paramètre dans son prix de vente. 

Pour rappel, le prix de l’électricité payé au fournisseur compte pour 28 % du montant total de notre facture. 27% couvrent la distribution, 5 % le transport à haute tension et 40% pour la TVA et les prélèvements publics. Ceux-ci comprennent entre autres une participation au démantèlement des installations du Centre d’Etude de l’Energie Nucléaire de Mol. En savoir plus sur la facture.

Les dépenses futures liées au démantèlement sont réévaluées régulièrement en tenant compte des données économiques du moment, des avancées technologiques et de l’évolution de la réglementation.

Des provisions nucléaires : qui gère ces réserves financières ?

Synatom est responsable non seulement de l’approvisionnement en uranium des centrales nucléaires de Doel et de Tihange mais aussi de la gestion du combustible nucléaire après son passage dans le réacteur. Synatom est aussi légalement en charge de la constitution des provisions financières qui seront nécessaires au démantèlement des centrales et à la gestion finale des combustibles usés. Fin 2017, ces provisions financières s’élevaient à 10,1 milliards d’euros dont 4,5 milliards d’euros pour le démantèlement. 

Ces provisions font l’objet d’ajustements, à la hausse, pratiquement annuels en tenant compte des données économiques du moment, des avancées technologiques et de l’évolution de la réglementation. Les provisions sont sous le contrôle de la Commission des Provisions Nucléaires qui s’appuie sur les avis émis par l’Organisme National des Déchets Radioactifs et des matières fissiles enrichies. Et si, malgré tout, ces provisions ne suffisaient pas ? La loi prévoit que les exploitants des centrales nucléaires paient la différence. L'Etat belge ne contribue donc aucunement au financement du démantèlement des centrales nucléaires.

En savoir plus sur le site web de Synatom.

L'ONDRAF : inventaire des passifs nucléaires (update mars 2018)

L'ONDRAF est l'Organisme National des Déchets Radioactifs et des matières fissiles enrichies. Au mois de mars 2018 l’ONDRAF a publié le nouvel inventaire quinquennal des passifs nucléaires. Dans cet inventaire, l’ONDRAF examine et évalue les coûts de la gestion des déchets et du démantèlement des installations nucléaires et vérifie si les moyens financiers sont réunis. 

L’estimation des coûts du nucléaire affiche une hausse de 25 pour cent par rapport à l’inventaire précédent (2008-2012). Cette augmentation est principalement due à la hausse des coûts du démantèlement des centrales nucléaires, à la plus grande quantité de combustible nucléaire usé découlant des années d’exploitation supplémentaires et à la hausse des coûts de la gestion des déchets. Si l’on veut disposer d’une estimation fiable, il est essentiel de connaître tous les coûts, y compris les coûts liés à la gestion des déchets à long terme. Contrairement aux déchets de faible à moyenne activité à vie courte, qui seront entreposés dans les installations de stockage définitif en surface à Dessel, la solution à long terme pour les déchets à haute activité et/ou à vie longue n’a pas encore été arrêtée.

Plus d'infos sur le site web de l'ONDRAF

Le principe « green field » ou « retour à l’herbe » implique la libération totale et inconditionnelle du site.

Les trois phases du démantèlement : retour au « green field »

Les principales opérations techniques sont le démontage des équipements, l’assainissement des locaux et des sols, la démolition des structures de génie civil, le traitement, le conditionnement et l’évacuation des déchets qu’ils soient radioactifs ou non. Le principe « green field » ou « retour à l’herbe » implique la libération totale et inconditionnelle du site. La totalité des équipements et des structures doit être évacuée.

La Belgique privilégie le démantèlement immédiat par rapport au démantèlement différé ou au scellement. L’Agence Fédérale de Contrôle Nucléaire belge (AFCN) a défini trois phases successives, ainsi que toutes les démarches et les contrôles qui s'y rattachent. La phase de préparation est essentielle pour définir l’état initial avant d’entamer le chantier. Différentes technologies de mesure et de cartographie radiologique sont utilisées, comme la gamma caméra et la spectrométrie laser.

  • La première phase concerne l’arrêt définitif et dure de l’ordre de 5 ans. 

Elle sert, entre autres, à décharger le cœur du réacteur, à vider et nettoyer les différents circuits et à transférer les assemblages de combustible présents dans la piscine de désactivation vers les installations d’entreposage intermédiaire. Une fois cette étape réalisée, il ne reste plus qu’une infime quantité de radioactivité dans la partie nucléaire de la centrale. En effet, plus de 99 % de la radioactivité d’une centrale nucléaire provient du combustible

  • La deuxième phase est celle du démantèlement proprement dit. Elle s’étend sur une période de 10 à 20 ans. 

Elle comprend tant le démontage des bâtiments et équipements non nucléaires que le démontage de la partie nucléaire. Cette dernière comprend notamment l’enlèvement de gros équipement tels que la cuve du réacteur, les générateurs de vapeur, … Les équipements et les bâtiments sont minutieusement décontaminés afin de limiter au maximum le volume de déchets radioactifs. Pendant cette phase, de nouveaux procédés "sous eau" voient le jour. L’eau offre en effet un écran de protection contre les radiations et évite les émissions de poussières dans l’atmosphère. Les opérations pouvant présenter un risque pour les opérateurs (dans les zones hautement radioactives) sont réalisées à distance par des engins robotisés et télécommandés. Toutes les opérations de démantèlement sont soumises aux mêmes impératifs de sûreté que ceux qui sont d’application lorsque l’installation est en fonctionnement. 

  • La troisième phase est la libération du site nucléaire.

La libération du site n'intervient que si la configuration finale est conforme et si aucune radioactivité, au-dessus des niveaux réglementaires, n’est présente sur le site. Dans le cas contraire, les autorités peuvent imposer des mesures de protection complémentaires ou émettre des restrictions à la réutilisation du site.

Comment démanteler une installation nucléaire ? Quelques exemples.

La décontamination peut s’effectuer par des procédés mécaniques (nettoyage sous haute pression, abrasion, …) et/ou chimiques (dissolution). Des principes de conception et de modes de construction faciliteront à terme les opérations de décontamination. Quelques exemples. 

  • La peau d’étanchéité en acier inoxydable, de quelques millimètres d’épaisseur, qui recouvre la face intérieure de la première enceinte de confinement du bâtiment du réacteur. Cette barrière de sûreté permet de confiner toute contamination à l’intérieur du bâtiment du réacteur et de la contenir en surface. 
  • Un grand nombre de murs et de sols sont enduits de peintures non poreuses de type polymères époxyde. Ces revêtements faciliteront, le jour venu, les opérations de décontamination éventuelles.

Les déchets après le démantèlement

Une grande partie des déchets issus des opérations de démantèlement sont des matériaux qui ne nécessitent plus de contrôle radiologique. Ils peuvent donc être réutilisés, recyclés ou encore stockés en tant que déchets classiques. Il s’agit principalement des déchets générés par le démantèlement de la partie non nucléaire des installations.

Pour la partie nucléaire, l’expérience confirme que les techniques de décontamination permettent une diminution considérable des volumes de déchets radioactifs issus du démantèlement. Une fois l’absence de contamination démontrée, les composants, les bâtiments et les déchets de démolition sont libérés car ils ne nécessitent plus aucune surveillance radiologique. Au  final, il ne reste qu’un faible pourcentage de déchets à caractère radioactif qui seront in fine confiés à l’ONDRAF.

Pour exemple, le démantèlement de la centrale allemande de Stade (réacteur à eau pressurisée de 640 MW) qui touche à sa fin. 97 % des déchets peuvent être considérés comme déchets classiques et un peu moins de 3 % du volume total comme déchets radioactifs. Parmi ces 3 %, la grande majorité consiste en des déchets de très faible activité, une autre partie en déchets de faible et moyenne activité à vie courte et enfin, une infime partie de faible et moyenne activité à vie longue.

En Belgique, plusieurs installations nucléaires ont été démantelées avec succès.

La Belgique, pionnière du démantèlement nucléaire

Toute installation nucléaire belge doit fait l’objet d’un plan de déclassement (aspects techniques et financiers). Ce plan est élaboré par l’exploitant selon les recommandations de l’ONDRAF qui doit ensuite l’approuver. Avant approbation, l’ONDRAF réalise une estimation indépendante concernant notamment le volume des matériaux qui seront enlevés, le volume et le type des déchets radioactifs qui en résulteront et enfin, les coûts.

L’ONDRAF tient à jour un inventaire des installations et des sites nucléaires, ainsi que des substances radioactives. Cet inventaire permet d’avoir une idée précise des volumes des trois catégories de déchets radioactifs d’ici 2075. Les quantités de déchets radioactifs spécifiquement issues des opérations de démantèlement des installations les plus importantes sont évaluées sur la base d’inventaires physiques et radiologiques.

Pionnière dans le développement de l’énergie nucléaire civile, la Belgique dispose aussi d’une expertise reconnue en matière de démantèlement d’installations nucléaires.

Evacuation de la cuve du réacteur BR3 (source : SCK●CEN).

Le démantèlement du réacteur BR3 au SCK●CEN à Mol : une référence internationale

Le réacteur BR 3 (Belgian Reactor 3) a été le premier réacteur à eau pressurisée à être construit en dehors des Etats-Unis. Il a été mis en service en 1962 et arrêté définitivement le 30 juin 1987. Son démantèlement complet, qui est aussi une première à l’échelle de l’Europe occidentale, a débuté en 1989. Et la Commission européenne a retenu le BR 3 comme projet pilote, comme référence internationale en vue de démontrer la faisabilité technique du démantèlement d’un réacteur à eau pressurisée. L’objectif final du projet consistait à démanteler toutes les installations et tous les bâtiments et à libérer complètement le site. Cette mission est aujourd’hui accomplie.

L’expérience acquise avec le démantèlement du BR 3 constitue aussi pour le SCK●CEN une précieuse source d’information pour les recherches qu’il mène sur la conception et le design de nouvelles installations nucléaires. Fort de son expertise, le SCK●CEN a aussi collaboré au démantèlement des installations de la société Belgonucléaire et au démantèlement du réacteur de recherche Thetis de l’Université de Gand.

Plus d'infos sur le site web du SCK●CEN

Le démantèlement du réacteur Thetos (source : Université de Gand).

Université de Gand : réacteur de recherche Thetis est complètement démantelé et déclassé

Le réacteur de recherche scientifique Thetis de l’Université de Gand a été inauguré en 1967 et a été mis à l’arrêt définitif en décembre 2003. En juillet 2010, l’Université de Gand a introduit une demande d’autorisation pour démanteler. Après examen de cette demande par l’AFCN et le Conseil Scientifique et la consultation des pouvoirs locaux, une autorisation de démantèlement a été délivrée par arrêté royal en mai 2012. 

L’Université de Gand a fait appel au SCK•CEN pour coordonner l’ensemble des opérations de démantèlement. Celui-ci a été réalisé par Belgoprocess entre 2013 et 2014. Après plusieurs inspections approfondies, l’Agence Internationale de l’Energie Atomique, Euratom et l’AFCN ont déclaré le réacteur nucléaire officiellement démantelé en 2015.

L’usine Belgonucléaire de Dessel

Belgonucléaire a démarré son usine de production d’assemblages de combustible nucléaire mixte (MOX) en 1973 et a cessé ses activités mi-2006. Son démantèlement par la société Technubel a débuté en 2009. Fin 2017, les installations sont pratiquement démantelées et la libération inconditionnelle du site est en cours d’obtention. Les provisions financières constituées par Belgonucléaire se sont avérées suffisantes pour mener à bien le démantèlement complet de l’usine ainsi que pour la prise en charge des déchets radioactifs qui en ont résulté.

D’autres installations belges en cours de démantèlement

A côté des démantèlements menés à bien du BR 3, des installations d’Eurochemic, de Thetis et de Belgonucléaire, d’autres installations nucléaires sont actuellement en cours de démantèlement. 

Elles sont principalement menées par Belgoprocess sur son site de Dessel avec le démantèlement de ses propres installations de traitement et d’entreposage des déchets devenues obsolètes.
Belgoprocess a notamment mis au point des techniques de décontamination performantes qui permettent de recycler dans l’industrie conventionnelle plus de 90% des matériaux. 

L’usine Franco-Belge de Fabrication du Combustible (FBFC) de Dessel était une filiale d’Areva qui produisait des assemblages de combustible pour les centrales nucléaires. En 2012, Areva a averti l’AFCN qu’elle cessait définitivement ses activités sur le site de Dessel. Une autorisation de démantèlement a été octroyée par arrêté royal en octobre 2013.  Les opérations de démantèlement se poursuivent à ce jour.

Le secteur nucléaire belge représente 20.000 emplois directs, indirects et induits.

De nouveaux emplois en perspective

Le secteur nucléaire belge représente 20.000 emplois directs, indirects et induits. Les opérations de démantèlement d’installations nucléaires en Belgique mobilisent déjà aujourd’hui de nombreuses sociétés. Il y a des sociétés qui réalisent les travaux de démantèlement proprement dits, d’autres qui conçoivent des équipements innovants (Magics par exemple), d’autres qui dispensent des formations appropriées à ces nouveaux métiers.

Les besoins en main d’œuvre dédiée au démantèlement iront croissants au cours des prochaines décennies lorsqu’interviendra le démantèlement des premiers réacteurs de production d’électricité. La fermeture des centrales nucléaires, en 2025, exige du personnel spécifique pour mener à bien les différentes opérations de démantèlement. Celles-ci s'étendent sur 15 à 20 ans et offriront ainsi des emplois à des centaines de personnes.

Le démantèlement fait l’objet d’une surveillance permanente.

Le démantèlement en toute sûreté

Le confinement de la radioactivité

L’objectif fondamental de la sûreté est d’assurer le confinement de la radioactivité et la protection des travailleurs et des populations. Toutes les règles de sûreté et de radioprotection restent d’application pendant les opérations liées à l’arrêt définitif et au démantèlement des installations nucléaires et aussi longtemps que les seuils légaux requis n’ont pas été atteints. Ici, le propriétaire de la centrale doit respecter les prescriptions réglementaires nationales et internationales.

Les recommendations nationales et internationales

Pour le démantèlement, notre pays obéit à trois différents niveaux de recommandations : à celles de l’Agence Fédérale du Contrôle Nucléaire pour la Belgique, à celles de l’Agence Internationale de l’Energie Atomique (AIEA) au niveau international et enfin, à celles de l’Association de responsables d’Autorités de sûreté nucléaire des pays de l’Europe de l’Ouest (WENRA) au niveau européen. La Belgique a d’ailleurs adapté sa réglementation afin de la mettre en conformité avec les niveaux de référence de la WENRA. 
Selon les recommandations de l’AIEA, l'ONDRAF (Organisation nationale des déchets radioactifs et des matières fissiles enrichies) définit la structure à respecter dans le plan de démantèlement obligatoire pour chaque établissement nucléaire. 

Qui contrôle les procédures de démantèlement ?

Les processus de démantèlement et les recommandations sont contrôlés, en permanence, par l’AFCN et sa filiale Bel V. Elles effectuent des missions de surveillance de la radioprotection, ainsi que des missions de sûreté et de sécurité nucléaires. Outre ses contrôles permanents et réguliers, l’AFCN procède également à des révisions périodiques de sûreté pour les grands chantiers de démantèlement, comme pour une centrale nucléaire en exploitation. Les révisions périodiques de sûreté ont lieu tous les 10 ans et s’inscrivent dans un processus d’amélioration continue.

Le démantèlement dans le monde

Des centaines d’installations nucléaires ont déjà été mises à l’arrêt à travers le monde avec succès ou sont actuellement dans un processus de démantèlement. En voici quelques exemples. 

En France, le démantèlement de la centrale de Chooz A dans les Ardennes, est considéré comme la référence pour l’ensemble de la filière à eau sous pression française. Initié en 2007, le démantèlement devrait être finalisé en 2020. Le découpage (sous eau) de la cuve est actuellement en cours et devrait s’achever en 2019.
En 2011, une usine de fabrication de combustible nucléaire à Annecy a pu être reconvertie, après démantèlement, en une centrale biomasse pour le chauffage urbain.

En Espagne, la société ENRESA a entamé en 2011 le démantèlement de la centrale nucléaire de José Cabrera à Zorita. Début 2018, le démantèlement entrait dans sa phase finale avec les travaux nécessaires à la réhabilitation du site. Le retour à l’état green field est programmé dans le courant de 2020. Seuls 4 % de l’ensemble des déchets traités lors du démantèlement seront considérés comme déchets radioactifs.

En Allemagne, la centrale nucléaire de Niederaibach a été complètement démantelée et le site a été rendu à l’agriculture dès 1995. Le démantèlement de la centrale nucléaire de Stade (réacteur à eau pressurisée de 640 MW) qui touche à sa fin.

La politique énergétique en Allemagne après 2011 (appelée « l’Energiewende ») prévoit une sortie du nucléaire accélérée et le développement des énergies renouvelables. Les 8 réacteurs fermés en 2011 pour raisons politiques, ont tous introduits, auprès des autorités de leur Lander respectif, les dossiers d’autorisation indispensables pour entamer le démantèlement proprement dit. La plupart ont reçu cette autorisation en 2017. Début 2018, ce sont au total 21 réacteurs qui sont entrés en phase de démantèlement.

Sources : SCK●CEN, ONDRAF, BELGOPROCESS, MAGICS, AFCN, EDF, ENRESA, WNA, Bundestag, AIEA, IRSN.

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