Les piscines de réacteurs nucléaires sont des installations cruciales pour la gestion du combustible usé. Elles assurent le refroidissement et l'entreposage temporaire du combustible avant son traitement ou son stockage définitif. Cet article explore en détail le fonctionnement de ces piscines, leur rôle dans le cycle du combustible nucléaire, et les mesures de sûreté mises en place pour garantir leur intégrité.
Rôle et Fonctionnement des Piscines
Refroidissement et Entreposage du Combustible Usé
Après leur utilisation dans le cœur des réacteurs nucléaires, les assemblages de combustibles sont retirés et placés dans des piscines spécialement conçues. Ces piscines, remplies d'eau, assurent deux fonctions essentielles :
- Refroidissement : Le combustible usé dégage une quantité importante de chaleur due à la désintégration des produits de fission. L'eau des piscines, grâce à ses propriétés thermiques, permet de dissiper cette chaleur et d'éviter la surchauffe des éléments combustibles.
- Protection Radiologique : L'eau agit également comme une barrière de protection contre les rayonnements émis par le combustible usé. Elle absorbe les rayonnements gamma et neutroniques, protégeant ainsi le personnel et l'environnement.
Transport du Combustible Usé
Après une période de refroidissement de plusieurs années dans les piscines des réacteurs, le combustible usé est transporté vers des installations de traitement comme l'usine Orano la Hague. Le transport s'effectue par route, par voie ferroviaire ou par mer, dans des emballages spécifiques conçus pour résister à des conditions extrêmes telles que le feu, l'immersion et les chutes.
Les Piscines d'Orano la Hague
Réception et Entreposage du Combustible
L'usine Orano la Hague est une installation clé dans le cycle du combustible nucléaire. Chaque année, elle reçoit environ 1 100 tonnes de combustibles usés qui sont entreposés temporairement dans ses piscines. Ces piscines jouent un rôle crucial dans la gestion du combustible avant son traitement.
Traitement et Recyclage
Environ 90 % du combustible usé entreposé à Orano la Hague est traité pour être recyclé. Ce recyclage permet de récupérer des matières valorisables comme le MOX (mélange d'oxydes d'uranium et de plutonium) et l'uranium recyclé, qui peuvent être réutilisés comme combustible dans les réacteurs nucléaires.
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Capacité d'Entreposage
Fin 2020, les piscines d'Orano la Hague disposaient de 200 emplacements disponibles, ce qui équivalait à environ 10 ans d'entreposage au rythme de remplissage de 20 emplacements par an en fonctionnement normal. Orano la Hague a proposé des solutions pour augmenter la capacité d’entreposage dans ses piscines. Afin de maintenir un niveau de disponibilité important dans ses piscines d’entreposage et pour faire face aux aléas, Orano la Hague a proposé une large palette de solutions dont la densification des piscines actuelles.
Combustible MOX
Actuellement, EDF recycle une fois le combustible usé. Chaque année, une centaine de tonnes de combustibles MOX usés est donc entreposée dans les piscines du site Orano la Hague en attente d’un traitement ultérieur, qui sera réalisé à la demande du client. Un programme de R&D a été engagé en 2017 par Orano et d’autres acteurs pour industrialiser un procédé de multi-recyclage à grande échelle dans les réacteurs à eau pressurisée. L’introduction d’un assemblage test en réacteur est prévue à l’horizon 2025-2028.
Sûreté et Incidents
Importance de la Sûreté
La sûreté des piscines de réacteurs nucléaires est une priorité absolue. Des mesures rigoureuses sont mises en place pour prévenir les incidents et garantir la protection du personnel, de l'environnement et des populations.
Exemple d'Incident
Le 3 juin 2010, un incident s'est produit dans la piscine du bâtiment réacteur, alors que le réacteur n° 4 était à l’arrêt. La mauvaise configuration d’une vanne a conduit à un débordement d’eau borée de la piscine du bâtiment réacteur. Environ 35 m3 d’eau se sont déversés dans certains locaux du bâtiment réacteur, ce qui a nécessité des actions de décontamination. Cet événement n’a pas eu de conséquence sur le personnel, ni sur l’environnement, les effluents ayant été collectés.
Prévention des Risques Naturels
Les réacteurs nucléaires sont conçus pour résister à divers aléas naturels tels que les séismes, les inondations, la neige et le vent. Cependant, les agressions possibles de la source froide (l'eau pompée d’un cours d’eau ou de la mer pour refroidir le réacteur) ont été insuffisamment prises en compte à la conception des réacteurs. Des études probabilistes ont montré que la probabilité d’une perte totale de source froide n’était pas un risque résiduel.
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Perspectives d'Avenir
Nouvelle Piscine à la Hague
Une nouvelle piscine d’entreposage des combustibles nucléaires usés pourrait être construite à La Hague, dans le Cotentin. Cet équipement permettrait d'augmenter la capacité d'entreposage et de garantir la gestion efficace du combustible usé.
Densification des Piscines Existantes
Orano la Hague a proposé des solutions pour augmenter la capacité d’entreposage dans ses piscines, notamment par la densification des piscines actuelles. La densification consiste à augmenter la capacité d’entreposage de combustibles usés dans les piscines existantes, dans le respect des décrets existants.
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