Rapport annuel 2021
Assainissement démantèlement

Assainissement démantèlement

Le CEA est un acteur majeur de l’assainissement-démantèlement en France, en tant qu’exploitant nucléaire et opérateur de R&D. Cette mission est conduite par les équipes dédiées de la Direction des énergies (DES) et, pour certaines installations, de la Direction des applications militaires (DAM).
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Le nombre de salariés CEA travaillant directement ou indirectement dans le domaine du démantèlement.

À la fois exploitant nucléaire et opérateur de R&D, le CEA doit démanteler une grande variété d’installations, dont certaines sont très anciennes. Chaque démantèlement étant un cas particulier, le CEA dispose d’une expertise unique, aussi bien dans la maîtrise d’ouvrage des opérations que dans les méthodologies et les savoir-faire nécessaires à leur réalisation.

Le CEA est un acteur majeur de l’assainissement-démantèlement et de la gestion des déchets.

Le démantèlement et la gestion des déchets qui en sont issus font partie intégrante de la vie d’une installation nucléaire, au même titre que sa conception, sa construction puis son exploitation. Ils constituent, pour la filière nucléaire, un enjeu majeur pour démontrer sa capacité à maîtriser l’ensemble du cycle de vie d’une installation. Les chantiers d’assainissement-démantèlement (A&D) ont un impact économique important : en termes d’emploi, du fait de l’ampleur et du nombre d’opérations à mener ; par les savoir-faire et les technologies requises (parfois valorisables dans d’autres secteurs) ; enfin, parce qu’ils sont appelés à se développer, en France et à l’international. Avec un large éventail de métiers et d’acteurs, la grande diversité des chantiers et des domaines d’activité, le marché de l’A&D concentre un écosystème extrêmement varié de start-up technologiques, de PME-PMI et de grands groupes.

Avec 36 installations nucléaires en démantèlement, plus de 1 200 salariés mobilisés et près de 2 500 emplois induits, le CEA est un acteur majeur de l’A&D et de la gestion des déchets. Plusieurs de ses sites sont concernés, dont celui de Marcoule qui est un des plus grands chantiers d’A&D en Europe. Sur la base d’une stratégie générale validée par les autorités de sûreté en 2019 et mise à jour en 2020, le CEA mène de front chantiers et R&D pour des opérations toujours plus sûres, techniquement et économiquement optimisées.

En tant qu’exploitant nucléaire et opérateur de R&D, le CEA doit démanteler des installations très diverses, dont certaines datent des années 1950 : réacteurs de différentes technologies, laboratoires de haute activité, usines du cycle du combustible, installations de traitement ou d’entreposage de déchets. Chaque démantèlement est spécifique et permet au CEA d’acquérir une expertise unique sur l’ensemble des opérations à réaliser (maîtrise d’ouvrage, méthodologies et savoir-faire nécessaires à leur réalisation).

Si une partie des chantiers d’A&D utilise des techniques courantes, adaptées au milieu nucléaire, certains projets nécessitent le développement d’outils ou de technologies spécifiques, en rupture avec les approches classiques. Le CEA mène dans ce but des programmes de R&D à finalité court comme moyen-long terme, pour optimiser les coûts, la durée et les conditions d’intervention sur les chantiers.

Qu’il s’agisse d’améliorer le travail en milieu hostile ou encore de mieux caractériser les déchets, de nombreuses innovations sont développées au CEA, souvent en partenariat avec des industriels mais également avec le soutien des équipes de ses différentes directions opérationnelles, et testées sur ses chantiers : robotique télé-opérée, réalité virtuelle, procédés de décontamination, dispositifs de mesures ultra-sensibles… Certaines sont ensuite valorisées au profit du tissu industriel français.

Durant l’année 2021, plusieurs actions structurantes pour l’organisation et le pilotage des opérations d’A&D ont été réalisées ou lancées. Concernant le pilotage des projets complexes, une démarche exploratoire avec l’Autorité de sûreté nucléaire (ASN) a été enclenchée et s’est achevée en juillet 2022.

En termes d’organisation, le CEA a repris, depuis le 1er janvier 2021, la responsabilité de Chef d’Installation de quatre installations individuelles à Marcoule, jusqu’alors intégralement opérées par Orano.

L’assainissement-démantèlement (A&D)

couvre l’ensemble des opérations menées après l’arrêt définitif d’une installation nucléaire jusqu’à son déclassement et qui sont toutes effectuées en lien avec les autorités de sûreté nucléaire, civile (ASN) et de défense (ASND) : démontage d’équipement, assainissement des locaux et des sols, démolition de structures de génie civil, traitement, conditionnement et évacuation des déchets produits. Chaque année, le CEA expédie ainsi environ 10 000 m3 de déchets vers les centres de stockage de l’Andra, dont 80 % de déchets de très faible activité (TFA) et 20 % de déchets de faible et moyenne activité (FMA). Les déchets plus radioactifs sont conditionnés puis entreposés sur site, au CEA, dans des installations adaptées, dans l’attente de la mise en service d’exutoires dédiés. Parallèlement, des recherches sont conduites afin de réduire le volume de déchets, cibler au mieux les exutoires et définir les futurs sites de stockage. Enfin, le CEA travaille également à la conception, la fabrication et la duplication d’emballages de transport, le maintien en conditions opérationnelles et le démantèlement de ces emballages.

Pour aller plus loin : Reportage ‐ Au cœur d’un chantier de démantèlement

FAITS MARQUANTS 2021
Début de la découpe du broyeur du procédé de cryotraitement du CFCa
A&D

Début de la découpe du broyeur du procédé de cryotraitement du CFCa

Implantée dans le Complexe de fabrication de Cadarache (CFCa), l’unité de cryotraitement avait pour objectif de traiter les déchets contaminés par du plutonium. Les opérations de découpe du broyeur, au cœur du procédé de cryotraitement, ont débuté le 7 septembre 2021, marquant ainsi la tenue de l’échéance d’un grand engagement de sûreté fixée à au second semestre 2021. La complexité de ces opérations réside dans l’environnement dans lequel elles sont menées (exiguïté des locaux, contamination) et dans la manutention des déchets massifs générés (environ 30 tonnes de déchets FA-MA prévues). La découpe du broyeur se poursuivra jusqu’en 2023.

FA-MA : faible activité - moyenne activité

Fin des assainissements des circulators HA de la STEL
Assainissement

Fin des assainissements des circulators HA de la STEL

Les circulators HA, composés de deux cuves cylindriques d’environ 10 m3 autrefois utilisées par la station de traitement des effluents liquides (STEL) de Marcoule (30) pour traiter des effluents HA, contenaient des boues sèches depuis leur arrêt. Après une phase d’études jusqu’en 2016 suivie d’une phase d’aménagement jusqu’en 2018, des opérations de « chasses matières » (mises en eau, brassages et transferts vers les cuves de procédés de bitume) se sont déroulées entre 2018 et 2019. Les opérations d’assainissement, qui consistaient en des rinçages successifs par bain de soude, d’acide et d’eau, se sont achevés en mars 2021. L’ensemble des effluents générés ont été traités par la STEL via le procédé bitume.

HA : haute activité

Gestion des déchets
Envoi des dossiers de sûreté du projet Décap à l'ASN

Envoi des dossiers de sûreté du projet Décap à l'ASN

Des étuis contenant des combustibles araldités sont actuellement entreposés dans les piscines de l’installation Pégase et du réacteur d’essais à terre (RES) situés à Cadarache. L’objectif du projet Decap (Désentreposage des combustibles araldités de Pégase) est de les évacuer vers Cascad, installation dédiée à l’entreposage à sec de combustibles nucléaires, et ce sans élimination préalable de l’araldite.

La stratégie retenue dans le cadre de ce projet est double. D’une part créer au sein de Pégase, dans la cellule blindée existante, une chaîne de reconditionnement des combustibles araldités en conteneurs plus résistants que les actuels à la pression des gaz produits par la radiolyse de l’araldite, avant de les entreposer dans les puits de Cascad ; d’autre part implanter dans Cascad les équipements et dispositifs qui permettront le contrôle régulier de la pression interne de ces nouveaux conteneurs et d’effectuer, quand nécessaire, un dégazage pour évacuer les gaz produits par radiolyse de l’araldite.

La mise en service de ces nouveaux équipements dans Pégase et Cascad est soumise à l’autorisation de l’ASN. L’envoi des dossiers de sûreté à l’ASN marque l’achèvement d’un travail de près d’une année : 3 000 pages pour le dossier de Pégase et 1 300 pour celui de Cascad ! Il permet d’atteindre le jalon associé, avec trois mois d’avance. La revue de conception détaillée ayant eu lieu en octobre 2020 et la phase des études d’exécution s’étant achevée en juin 2021, la fabrication de tous les équipements du procédé a été lancée en parallèle.

Combustibles araldités : combustibles contenant des composés organiques. Résine polymère, l’araldite est utilisée pour l'enrobage des échantillons métallographiques de combustible.

Évacuation des derniers éléments combustibles irradiés d’Orphée, Osiris et Isis
Gestion des déchets

Évacuation des derniers éléments combustibles irradiés d’Orphée, Osiris et Isis

Le 7 octobre 2021, les 50 derniers éléments combustibles irradiés des réacteurs Osiris et Isis à Saclay (91) ont été évacués vers l'usine de retraitement d'Orano à la Hague. Avec l'évacuation des quatre derniers cœurs usés d'Orphée le 12 avril, ces opérations constituent l'atteinte d'un grand engagement de sûreté du CEA.

Pour réussir ces évacuations, les équipes ont mené les opérations suivantes : manutention, gestion des matières nucléaires, transports, contrôles radiologiques, etc. Certains des derniers éléments combustibles d’Osiris et Isis présentaient des caractéristiques atypiques : taux de combustion supérieur à celui autorisé dans l’agrément de l’emballage de transport, données géométriques non standards, etc. Ces particularités ont nécessité des actions préparatoires durant les semestres précédents afin de rédiger les dossiers de demandes d’autorisation et d’organiser les opérations techniques spécifiques.

Cette dernière évacuation était l’une des actions prioritaires pour préparer le démantèlement des réacteurs et contribuer à la réduction du terme source mobilisable sur le site de Saclay. Les opérations préparatoires au démantèlement se poursuivent pour les deux installations. Les dossiers de démantèlement ont été envoyés, en 2018 pour Osiris et en 2020 pour Orphée, et sont actuellement en cours d’instruction.

Fin des essais de la phase 3.0 de l’installation NOAH
Gestion des déchets

Fin des essais de la phase 3.0 de l’installation NOAH

Lancée le 24 août 2020, la campagne des essais de fonctionnement d’ensemble dite phase 3 de l’installation NOAH située à Marcoule s’est achevée le 8 septembre 2021, avec près de trois mois d’avance sur la date prévisionnelle. Ces essais se déroulent en trois étapes sur environ 4 ans, chaque étape étant constituée d’un temps d’essais suivie d’une période de traitement des réserves d’essais. La première étape (dite phase 3.0) avait pour objectif de tester une grande partie des configurations de fonctionnement, normal et incidentel, hors sodium, afin d’en valider les performances attendues.

Lorsqu’elle sera opérationnelle, l’installation NOAH permettra le traitement, par un procédé d’hydrolyse, des 1 500 tonnes de sodium présents dans les circuits de la centrale Phénix. Développé par le CEA puis mis en œuvre pour traiter avec succès le sodium des circuits de Rapsodie, Super-Phénix et PFR (Écosse), ce procédé a été implanté dans un nouveau bâtiment à l’ouest de l’installation de production d’électricité de la centrale Phénix.

Gestion des déchets
Envoi à l’ASN du dossier de mise en service de DIADEM

Envoi à l’ASN du dossier de mise en service de DIADEM

Fin juin 2020, le Dossier de demande d'Autorisation de Mise en Service (DAMS) de l’installation DIADEM située à Marcoule a été envoyé à l'ASN. Dans l’attente de la mise en service du centre de stockage profond pour les déchets MAVL et HAVL (Cigeo) par l’Andra, le CEA doit disposer d’installations d’entreposage pour ses déchets solides actuellement sans filière d’évacuation opérationnelle. L’installation DIADEM vise à entreposer les déchets ne pouvant être déposés dans l’installation CEDRA du centre de Cadarache, en attente de leur évacuation vers un futur site de stockage.

MAVL : déchets nucléaires de moyenne activité et à vie longue

HAVL : déchets nucléaires de haute activité et à vie longue

Test d’une investigation télévisuelle du réacteur G2
R&D

Test d’une investigation télévisuelle du réacteur G2

Un chantier pilote d’Investigation télévisuelle (ITV) par drone a été mis en place en 2021 dans l’objectif d’inspecter le bardage de la nef pile du réacteur G2 situé à Marcoule. Autre objectif : établir un retour d’expérience d’utilisation du drone (baptisé ELIOS V2), en particulier en termes d’autonomie, de qualité d’acquisition et de manœuvrabilité.

Nef pile : hall abritant le réacteur

Premiers essais de vitrification avec la plateforme DEM&MELT
R&D

Premiers essais de vitrification avec la plateforme DEM&MELT

Après la réception en 2020 de la plateforme de vitrification DEM&MELT située à Marcoule (30), trois premiers essais ont été réalisés en 2021 : le premier dédié à la vitrification d’adsorbants minéraux pulvérulents et les deux suivants consacrés au conditionnement de boues de co-précipitation stockées sur le site de Fukushima. Des matrices vitreuses à haut taux d’incorporation en déchets (50-70 %) ont ainsi été obtenues.