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Thème : Energie nucléaire - Conditionnement des déchets nucléaires de haute activité à vie longue

Le procédé de vitrification des déchets nucléaires

Publié le 12 juin 2017

​Technologie

En France, les 58 réacteurs nucléaires fonctionnent avec des combustibles à base d’uranium. Après 4 à 5 ans passés en réacteur, le combustible usé est traité. Les matières valorisables – uranium et plutonium – sont extraites du combustible usé pour être recyclées. Les 4 % restants – produits de fission et actinides mineurs – constituent les déchets ultimes. Ils sont incorporés et immobilisés durablement dans une matrice durable, avant d’être conditionnés et entreposés dans l’attente d’un site de stockage. Cette matrice, c’est le verre. C’est au CEA que le procédé de vitrification, actuellement utilisé dans les usines d’Areva à La Hague, est né. L’objectif est de concevoir un verre de qualité, réalisable à l’échelle industrielle, et qui puisse conserver ses propriétés sur une très longue durée, avec une solution de 40 éléments chimiques différents !

En 1968, l’installation pilote Piver, construite sur le centre de Marcoule, permet de réaliser, à une échelle semi-industrielle les premières vitrifications de solutions très actives, notamment les produits de fission issus du traitement des combustibles du réacteur Phénix. Ces travaux ouvrent la voie au démarrage par Cogéma en 1978 de l’Atelier de vitrification de Marcoule (AVM), qui permet de vitrifier à une échelle industrielle les déchets issus du traitement des combustibles usés mené dans l’usine UP1 située aussi à Marcoule.

Ce succès permet alors la mise en œuvre des capacités de vitrification de la nouvelle usine de retraitement d’Areva - La Hague. Les procédés mis en œuvre dans les ateliers de vitrification qui s’ouvrent successivement à partir de 1989 intègrent chaque fois les nouvelles technologies développées au CEA (four à capacité augmenté, pots de fusion à durée de vie allongée, four à induction directe en creuset froid, etc…). Au total, plus de 10 000 conteneurs ont été produits à La Hague depuis le démarrage de l’usine.

Fort de son succès, le procédé de vitrification, fut également vendu aux Anglais qui ont pu démarrer l’atelier de vitrification associé à l’usine de retraitement Thorp de Sellafield en 1990.

La vitrification constitue une référence industrielle à l’échelle mondiale, permettant de renfermer, en toute sécurité et sûreté, des produits issus de la fission de réacteurs nucléaires. Depuis 2010, pour faire encore progresser la recherche et les technologies dans le domaine, les équipes du CEA et d’Areva ont créé un laboratoire commun de recherche sur la vitrification sur le site du CEA de Marcoule.

Partenaires

Areva

Vue du four à induction de chauffage des pots
Vue du four à induction de chauffage des pots. Mai 1968 Marcoule. Archives historiques CEA © CEA/P. JAHAN


Procédé de coulée de verre
Procédé de coulée de verre. © PF. Grosjean

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