Stratégie et programmes des recherches sur la gestion des déchets radioactifs à haute activité et à vie longue (au titre de l'article L542 du code de l'environnement, issu de la loi du 30 décembre 1991) - Edition 2003

Direction De La Technologie

Description

Ce rapport présente le programme de recherche mis en place pour résoudre le problème de gestion des déchets radioactifs : méthodologie, objectifs, organisation et pertinence des recherches, résultats, collaborations internationales et stratégies pour 2006 suivant 3 axes (séparation-transmutation ; stockage ; conditionnement et entreposage de longue durée)...

Sujets

• Déchet radioactif
• Radioactivité
• Recherche (homonymie)
• Étude
• Stockage
• Conditionnement
• Gestion des déchets
• Sécurité nucléaire
• Andra
• Areva NC
• CEA
• Perspective
• Protection de l'environnement
• Territoire
• Environnement

Informations

• Publié par: rapports-territoire-environnement
• Publié le: 01 mars 2003
• Nombre de lectures: 3
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• Langue: Français
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Extrait

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Direction de la Technologie

STRATEGIE ET PROGRAMMES DES RECHERCHES

sur la gestion des déchets radioactifs à haute activité et à vie longue

(au titre de larticle L542 du code de lenvironnement, issu de la loi du 30 décembre 1991)

Edition 2003

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SPR  Edition 2003

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s au lecteur

Ce document a été préparé par les organismes publics chargés des recherches sur la gestion des déchets nucléaires dans le cadre de la loi du 30 décembre 1991 dont les dispositions ont été reprises dans larticle L 542 du code de lenvironnement.

Il a été validé au sein du Comité de Suivi des Recherches sur lAval du Cycle. Ce Comité est présidé par le Ministère de la Recherche. Il rassemble :

de recherches et dexpertise Andra, CNRS,Les organismes CEA et IRSN, Les industriels Framatome ANP, EDF et COGEMA, Les représentants des Ministères concernés.

Il a fait lobjet dune présentation à la Commission nationale dévaluation le 6 mars 2003.

Lédition définitive de ce document a été assurée par lAndra.

SPR Edition 2003 

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SOMMAIRE

Pages

AvantPropos.....................................................................................................................7

Chapitre 1 : Méthodologie : structuration et mise en uvre des recherches............... 9

1.1 - P RINCIPES DIRECTEURS ........................................................................................................... 9

1.2 - O BJECTIFS POURSUIVIS ........................................................................................................... 9

1.3 - N ATURE DES PRODUITS DE L  DU CYCLE ET ORDRES DE GRANDEUR DES FLUXAVAL ............. 10

1.3.1 - Contexte historique ..................................................................................................... 10 1.3.2 - Classification des déchets radioactifs  Périmètre couvert par la loi du  30 décembre 1991........................................................................................................ 12 1.3.3 - Nature des produits ..................................................................................................... 13 1.3.4 - Ordre de grandeur des stocks et des flux.................................................................... 14 1.3.5 - Inventaire radiologique............................................................................................... 20 1.4 S TRUCTURATION TECHNIQUE DES PROGRAMMES ................................................................... 21 - 1.5 - C OHERENCE , COMPLEMENTARITE ET PRIORITE DES RECHERCHES ......................................... 22 1.5.1 - Le rendez-vous de 2006............................................................................................... 22 1.5.2  Lappréciation du risque ............................................................................................ 22 1.5.3 - Réversibilité ................................................................................................................ 23 1.5.4 - Flexibilité .................................................................................................................... 24 1.5.5 - Faisabilité scientifique, technique et industrielle des applications des recherches... 24 1.5.6 - Prise en compte par la société de la problématique des déchets ............................... 24 1.6 - C RITERES D  APPRECIATION DE LA PERTINENCE DES RECHERCHES ......................................... 25 1.6.1 - Pertinence des recherches .......................................................................................... 25 1.6.1.1 - Intérêt des recherches ................................................................................... 25 1.6.1.2 - Compétences, outils et moyens disponibles (ou à réunir) pour la mise en uvre des recherches.............................................................................. 25 1.6.2 - Outils dappréciation comparée des solutions issues des résultats de la R&D ......... 26

1.7 - O RGANISATION GENERALE DES RECHERCHES ......................................................................... 27

Chapitre 2 : Les grands résultats des recherches menées dans le cadre de la loi de 1991........................................................................................................... 29

2.1 - R EDUCTION DE LA NOCIVITE DES DECHETS ............................................................................ 29

Sommaire

SPR  Edition 2003

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2.1.1 - Séparation poussée ..................................................................................................... 29 2.1.2 - La transmutation des transuraniens .......................................................................... 30 2.1.3 - Conditionnements spécifiques..................................................................................... 31 2.2 - C ONDITIONNEMENT DES DECHETS ET COMPORTEMENT A LONG TERME ................................. 31 2.3 - E NTREPOSAGE DE LONGUE DUREE .......................................................................................... 32

2.4 - E TUDES SUR LE STOCKAGE GEOLOGIQUE ................................................................................ 32

2.4.1 - Progression et organisation des recherches............................................................... 32 2.4.2 - Etat des connaissances................................................................................................ 34

Chapitre 3 : Les jalons vers 2006 ..................................................................................... 37

3.1 - A XE .......1........................................................................................................7...3................

3.1.1 - Séparation poussée ..................................................................................................... 37 3.1.2 - Transmutation ............................................................................................................. 37 3.1.3 - Conditionnement spécifique ........................................................................................ 38

3.2 - A XE ............2...................................................................................................................3...8

3.3 - A XE ................................................................................................93..................................3

3.3.1 - Conditionnement et comportement à long terme ........................................................ 39 3.3.2 - Entreposage de longue durée...................................................................................... 39

Chapitre 4 : Présentation et analyse des programmes de recherche ............................ 41

4.1 - L ES RECHERCHES MENEES DANS LE CADRE DE L ' AXE 1 : S EPARATION - RATNSMUTATION ET CONDITIONNEMENT SPECIFIQUE ....................................................................................... 41 4.1.1 - La séparation poussée................................................................................................. 43 4.1.1.1 - La voie de référence ..................................................................................... 43 4.1.1.2 - Autres procédés ............................................................................................ 46 4.1.1.3 - Retraitabilité des futures cibles de transmutation ........................................ 48 4.1.1.4 - Moyens ......................................................................................................... 49 4.1.1.5 - Connaissances de base ................................................................................. 49 4.1.2 - La transmutation ......................................................................................................... 50 4.1.2.1 - Létude de curs et de concepts pour la transmutation ............................... 51 4.1.2.2 - Le développement des combustibles et cibles.............................................. 53 4.1.2.3 - Les études de scénarios ................................................................................ 55 4.1.3 - Le conditionnement spécifique.................................................................................... 57 4.1.3.1 - Le conditionnement des actinides ................................................................ 57 4.1.3.2 - Le conditionnement des PFVL..................................................................... 59 4.1.4 - Pertinence des recherches sur l'axe 1......................................................................... 60

4.2 - A XE 2  E TUDE DE LA FAISABILITE DU STOCKAGE EN FORMATION GEOLOGIQUE PROFONDE ........................................................................................................................ 66

4.2.1 - Démarche générale au titre de laxe 2........................................................................ 66 4.2.1.1 - Objectifs et organisation en projet ............................................................... 66

Sommaire

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4.2.1.2 - La politique scientifique de lAgence .......................................................... 67  4.2.1.3 - Lorganisation du projet en processus.......................................................... 68 4.2.1.4 - Historique et logique de déroulement .......................................................... 69 4.2.2 Le projet HAVL Argile ................................................................................................ 70 - 4.2.2.1 - Conception, réversibilité et sûreté dexploitation ........................................ 70 4.2.2.2 - Acquisition de connaissances....................................................................... 77 4.2.2.3 - Description du fonctionnement du stockage et modélisation....................... 102 4.2.2.4 - Evaluation, sûreté à long terme et faisabilité ............................................... 106 4.2.3 - Le projet HAVL Granite.............................................................................................. 107 4.2.3.1 - Le dossier granite 2002 : objectif, structure, conclusions et enseignements ............................................................................................. 107 4.2.3.2 - Etudes de conception et typologie des massifs granitiques français............ 108 4.2.3.3 - Modélisation et analyses de sûreté ............................................................... 110 4.2.3.4 - Expérimentations en laboratoires souterrains étrangers............................... 111 4.2.3.5 - Programme de reconnaissance ..................................................................... 114 4.2.4 - Pertinence des recherches sur l e 2 ......... ............................................... 116 ax ................ 4.3 L ES RECHERCHES MENEES DANS LE CADRE DE L  AXE 3 : CONDITIONNEMENT ET - ENTREPOSAGE ....................................................................................................................... 119

4.3.1 - Introduction................................................................................................................ 119 4.3.2 - Le Combustible Usé ................................................................................................... 121 4.3.2.1 - Conteneur de stockage de combustible usé compatible avec  lentreposage ................................................................................. 121 4.3.2.2 - Spécification et conception du colis de combustibles usés pour  lentreposage ................................................................................. 122 4.3.2.3 - Programme de démonstration....................................................................... 122 4.3.3 - Lentreposage de longue durée des colis de combustibles usés ................................. 125 4.3.3.1 - Etudes de concepts ....................................................................................... 125 4.3.3.2 - La thermique................................................................................................. 128 4.3.3.3 - Les matériaux dinfrastructure et la sismique .............................................. 128 4.3.3.4 - Collaborations .............................................................................................. 130 4.3.3.5 - Perspectives 2004-2005................................................................................ 130 4.3.4 - Entreposage des déchets C ......................................................................................... 131 4.3.5 - Les conteneurs pour lentreposage de longue durée des déchets B ........................... 131 4.3.5.1 - Contexte et objectifs..................................................................................... 131 4.3.5.2 - Les études en cours ...................................................................................... 132 4.3.6 - Lentreposage de longue durée des déchets B ............................................................ 134 4.3.6.1 - Entreposage industriel des colis de déchets B.............................................. 134 4.3.6.2 - Les études relatives à lentreposage de longue durée des déchets B ........... 134 4.3.7 - Etude du Comportement à Long Terme des Colis ...................................................... 138 4.3.7.1 - Introduction .................................................................................................. 138 4.3.7.2 - Objets et conditions considérés .................................................................... 139 4.3.7.3 - Les colis de déchets vitrifiés ........................................................................ 139 4.3.7.4 - Les colis de combustibles usés..................................................................... 141 4.3.7.5 - Les Colis Standard de Déchets Compactés .................................................. 144 4.3.7.6 - Les colis à liant hydraulique......................................................................... 145 4.3.7.7 - Les colis à matrice bitume............................................................................ 147 4.3.7.8 - Les conteneurs métalliques .......................................................................... 148 4.3.8 - Le traitement et le conditionnement des déchets B ..................................................... 148 4.3.9 - Prise en charge des colis en entreposage de longue durée ........................................ 151

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