Nucléaire : comment traiter les déchets radioactifs ?

Un débat public sur le cinquième plan national de gestion des matières et déchets radioactifs est organisé du 17 avril au 25 septembre 2019. Élaboré tous les trois ans, ce plan constitue un outil stratégique pour gérer les déchets radioactifs de façon durable. Que faire de ces déchets et comment les gérer sans risques ?

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Que sont les déchets radioactifs ?

Le nucléaire est la première source de production d’électricité en France. C'est une énergie qui n’émet que très peu de gaz à effet de serre, contrairement au charbon ou aux hydrocarbures. En revanche, elle produit une grande quantité de déchets radioactifs.

La loi de juin 2006 sur la gestion durable des matières et déchets radioactifs définit les déchets radioactifs comme des substances radioactives qui ne peuvent ni être réutilisées, ni recyclées. Ces déchets radioactifs ressemblent à des déchets classiques, ce sont des gravats, des outils, des vêtements de protection, des combustibles usés ou encore des pièces usagées. Mais les rayonnements qu’ils émettent peuvent présenter un risque pour la santé et l’environnement.

L’Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (Andra) a été créée en 1979 afin de concevoir et mettre en œuvre des solutions de gestion pour les déchets radioactifs en France. Elle est également en charge du recensement de l’ensemble des déchets présents sur le territoire français. Selon le dernier Inventaire national des matières et des déchets radioactifs de l’Andra, la France comptait 1,62 million de mètres cubes de déchets radioactifs fin 2017, soit l’équivalent de 648 piscines olympiques. En volume, plus de la moitié de ces déchets radioactifs proviennent de l’industrie électronucléaire (59%), des activités de recherche (28%) et de la défense nationale (9%), le reste étant issu d’autres industries comme l’électronique (3%) et du secteur médical (1%).

Les  différents types  de déchets radioactifs

La dangerosité des déchets radioactifs diminue progressivement au fil du temps : c’est la décroissance radioactive. Cette décroissance peut prendre de quelques heures à plusieurs centaines de milliers d’années.

En France, les déchets radioactifs sont classés selon deux critères :

  • l’intensité de leur radioactivité qui permet de distinguer les déchets de très faible, de faible, de moyenne ou de haute activité.
  • le temps nécessaire à leur décroissance. Celle-ci est définie par ce que l’on appelle "la période radioactive". C’est le temps nécessaire pour que la radioactivité d’un déchet soit divisée par deux. Si cette période est inférieure à 100 jours, on parle de "vie très courte", si elle est inférieure à 31 ans, on parle de "vie courte" et si elle est supérieure à 31 ans, on parle de "vie longue".


Volumes de déchets radioactifs à fin 2017 et capacités de stockage

Selon l’Andra, les déchets à vie courte représentent plus de 90% du volume total des déchets radioactifs en France, mais seulement 0,03% de la radioactivité totale.
Les déchets à vie longue représentent 10% du volume total pour 99,9% de la radioactivité totale. Comment ces déchets radioactifs sont-ils traités en France et par qui ?

Les filières de gestion des déchets radioactifs

Le financement de la gestion des déchets radioactifs revient aux producteurs, selon le principe du "pollueur-payeur". Selon l’Andra, on compte environ 1 200 producteurs de déchets radioactifs en France, les plus importants étant Électricité de France (EDF), Orano (anciennement Areva) et le CEA (Commissariat à l’énergie atomique). L’Autorité de sûreté nucléaire (ASN), qui assure au nom de l’État la réglementation et le contrôle du nucléaire en France, veille à la sûreté de ces activités.

Plusieurs solutions ont été trouvées pour isoler ces déchets le temps que leur radioactivité ait suffisamment diminué et ne présente plus de risque potentiel pour l’homme et l’environnement. 

L’immersion dans les océans

Après la Seconde Guerre Mondiale, l’immersion dans les océans a été la première solution utilisée par 14 pays, dont la France, pour faire face à l’accumulation des déchets nucléaires. Ces déchets étaient coulés dans du béton ou confinés dans des fûts avant d’être immergés dans les profondeurs des océans Pacifique, Atlantique et Arctique. L’immersion était alors considérée comme sûre par la communauté scientifique en raison du volume important des océans qui devait permettre de diluer la radioactivité.

Entre 1967 et 1982, l’Agence pour l’énergie nucléaire (AEN) a géré l'immersion de déchets provenant de huit pays européens (Allemagne, Belgique, France, Italie, Pays-Bas, Royaume-Uni, Suède et Suisse) sur trois sites situés dans l’Atlantique.

La France a ainsi pris part à deux opérations d’immersion en 1967 et en 1969. 
Elle a immergé 14 200 tonnes de déchets provenant du site nucléaire de Marcoule appartenant au CEA. Elle a également immergé 3 200 tonnes de déchets issus d'essais nucléaires réalisés dans les eaux du Pacifique entre 1967 et 1982. 

En 1993, les signataires de la Convention de Londres sur la prévention de la pollution des mers décident d’interdire définitivement l’immersion des déchets radioactifs. A ce jour, les déchets qui ont été immergés demeurent toujours au fond des océans.

Le stockage en surface

La France a cessé l’immersion dans les océans pour favoriser la recherche d’une gestion à terre.

Le Centre de Stockage de la Manche (CSM) a ouvert ses portes en 1969 à la Hague pour isoler les déchets à vie courte de très faible activité (TFA) et de faible et moyenne activité (FMA-VC) pendant au moins 300 ans. Ayant atteint sa capacité maximale de 527 000 m3, le centre ne reçoit plus de déchets depuis 1994 et est actuellement en phase de surveillance.

Le centre de la Manche a été remplacé par deux autres centres de stockage encore en exploitation qui accueillent 90% des déchets radioactifs produits en France :

  • le Centre de stockage de l’Aube créé en 1992 pour les déchets de faible et moyenne activité à vie courte (FMA-VC) ;
  • le Centre industriel de regroupement, d’entreposage et de stockage (Cires) créé en 2003 pour les déchets de très faible activité (TFA), situé à Morvilliers (Aube).

Aujourd’hui, le stockage en surface est la solution la plus utilisée pour la gestion des déchets radioactifs à vie courte.

La première étape de la mise en stockage en surface consiste à conditionner les déchets sous forme de colis, c’est-à-dire qu’ils sont enfermés dans un conteneur en acier ou en béton après avoir subi différents traitements : incinération, compactage, vitrification, etc. C’est la première des trois barrières de protection.

Ils sont ensuite confinés à la surface de la terre dans des ouvrages de stockage en béton armé, c’est la deuxième barrière de protection. La géologie du site constitue la dernière barrière naturelle servant à protéger l’homme et l’environnement. Une fois remplis de colis, ces ouvrages sont fermés par une couverture définitive composée de plusieurs couches de matériaux naturels comme l’argile afin de les protéger des intempéries et garantir la sûreté du stockage à long terme.

Vers une saturation des sites de stockage

Si 90% des déchets radioactifs produits en France ont aujourd’hui une solution de stockage définitif en surface, le volume croissant des déchets pose toutefois problème pour l’avenir. Selon le dernier inventaire de l’Andra, la France a généré 80 000 m3 de déchets radioactifs supplémentaires entre 2016 et 2017. 

Le Cires de Morvilliers a déjà atteint 54,2% de sa capacité totale de stockage de 650 000 m3 en 2017. Au rythme actuel, le site pourrait arriver à saturation d’ici 2025-2030, en raison notamment du démantèlement à venir des installations nucléaires. En novembre 2018, le président de la République, Emmanuel Macron, a annoncé le démantèlement de 14 des 58 réacteurs nucléaires du parc français d’ici à 2035. Des recherches sont actuellement en cours à l’Andra pour accroître les capacités d’accueil du Cires de 250 000 m3 et trouver de nouveaux sites pour stocker tous ces futurs déchets radioactifs.

L’entreposage

Contrairement à la filière de stockage, l’entreposage est une solution temporaire de gestion des déchets radioactifs. Les déchets sont placés dans des installations aménagées en surface ou en faible profondeur pendant une durée limitée, avant un éventuel stockage. L'entreposage concerne :

  • Les déchets à vie très courte (VTC), dont le niveau de radioactivité disparaît en seulement une centaine de jours. Ils sont entreposés le temps que dure leur décroissance avant d’être éliminés.
  • Les déchets les plus radioactifs et à vie longue, qui représentent 10% du volume total des déchets radioactifs en France et pour lesquels il n’existe pas encore de filière de stockage. Ces déchets sont donc conditionnés et entreposés par leurs producteurs dans l’attente d’une solution de gestion définitive.

Les déchets les plus dangereux, les HA ont un tel niveau de radioactivité qu’ils ont la particularité d’être très chauds (350°C en moyenne par colis). Il faut compter une soixantaine d’années pour que ces déchets refroidissent par décroissance radioactive. Après avoir été vitrifiés (coulés dans du verre), ils sont conservés dans des piscines refroidies en permanence puis entreposés dans des puits de béton dans l’usine de traitement de la Hague et l’usine Melox de Marcoule, toutes deux exploitées par Orano, ainsi que le Centre de Cadarache du CEA.

Les recherches en cours pour améliorer la gestion des déchets

Trois lois encadrent la gestion des déchets radioactifs en France. La loi Bataille du 30 décembre 1991 a été le point de départ de programmes de recherche pour améliorer la gestion des déchets radioactifs. Celle-ci a été modifiée par la loi du 28 juin 2006 sur la gestion durable des déchets radioactifs, puis par la loi du 25 juillet 2016 sur le projet Cigéo d'enfouissement des déchets nucléaires.

Ces lois ont fixé trois axes de recherches menées par l’Andra et le CEA :

  • le conditionnement-entreposage pour les déchets de faible activité à vie longue (FA-VL) encore en attente de solutions de gestion définitive. L’Andra travaille sur un projet d’entreposage à faible profondeur. Il s’agit cependant d’une solution à court terme, puisque ce type de filière ne peut garantir un confinement sûr et une surveillance active des déchets pendant plusieurs centaines de milliers d’années.
  • la séparation-transmutation pour les déchets de haute activité (HA).
    Ces recherches, menées par le CEA, visent à isoler les atomes très radioactifs à vie longue pour les transformer en d’autres atomes dont la période radioactive serait plus courte. Cette solution intéressante est néanmoins coûteuse et rencontre encore des obstacles techniques. Par ailleurs, elle générerait la production d’autres déchets radioactifs.
  • le stockage en couche géologique pour les déchets de haute activité et de moyenne activité à vie longue (MA-VL). Appelé Centre industriel de stockage géologique (Cigéo), ce projet consiste à enfouir les déchets les plus dangereux dans des galeries creusées à 500 mètres de profondeur dans une couche d’argile stable et imperméable. La loi 2006 a retenu le projet Cigéo comme une solution durable à long terme. Les déchets HA et MA-VL restant encore actifs pendant plusieurs centaines de milliers d’années, ce site d’enfouissement doit permettre un stockage longue durée sans qu’une intervention humaine ne soit nécessaire.

Le projet Cigéo de stockage longue durée

Le projet Cigéo s’inspire du site d’enfouissement "Onkalo", ouvert en Finlande en 2017, qui prévoit d’accueillir des déchets à partir de 2020 pour une durée de 100 000 ans. Cigéo a cependant une particularité par rapport au site d’Onkalo : il a été conçu pour être réversible pendant au moins 100 ans, c’est-à-dire que les déchets enfouis doivent pouvoir être récupérés au cas où les générations futures trouveraient une meilleure solution de gestion des déchets.

L’Andra prévoit de demander à l’ASN l’autorisation de création du site dans la commune de Bure, dans la Meuse, courant 2019 pour une mise en service vers 2025. Cigéo pourrait ainsi accueillir jusqu’à 10 000 m3 de déchets HA et 70 000 m3 de déchets MA-VL (30% des déchets HA et 60% des déchets MA-VL destinés à être stockés ont à ce jour déjà été produits).

Toutefois, le projet Cigéo fait l’objet d’oppositions de la part de la population locale et d’associations écologistes qui craignent une contamination radioactive des eaux et des sols. En effet, rien ne garantit que les sols resteront stables sur des durées aussi longues. Le débat public organisé par la Commission nationale du débat public (CNDP) en 2013 sur le projet Cigéo a montré que les questions éthiques étaient au centre des préoccupations : "les générations actuelles ont bénéficié grâce au nucléaire d’une électricité peu chère ; elles n’ont pas le droit de laisser aux générations futures la charge de gérer les déchets résultant de cette production".

Un débat sur l'avenir des déchets radioactifs

Le devenir de certains déchets n’est pas encore clairement fixé. La gestion de tous ces déchets est au cœur des préoccupations environnementales comme en témoigne le lancement du prochain débat public sur le Plan national de gestion des matières et déchets radioactifs (PNGMDR) pour 2019-2021.

L’article L. 542-1-2 du code de l’environnement prévoit l’adoption tous les trois ans d’un plan national, élaboré par l’ASN et le gouvernement, visant à approfondir les différentes filières de gestion des matières et déchets radioactifs. Lors de la dernière édition de 2016-2018, ce Plan national de gestion des matières et déchets radioactifs avait été soumis pour la première fois à la consultation du public avant de faire l’objet d’une évaluation environnementale.

En 2019, un débat public s'est ouvert du 17 avril jusqu'au 25 septembre afin que les citoyens puissent participer à l’élaboration des priorités d’action des pouvoirs publics en matière de gestion des déchets radioactifs. Ce débat pourra contribuer à éclairer les discussions sur la Programmation pluriannuelle de l’énergie, notamment sur l’avenir du nucléaire en France.