L’eau contaminée au tritium de Fukushima

Point de situation au Japon

Ces eaux sont pompées dans la centrale accidentée de Fukushima, où elles sont notamment renouvelées par le ruissellement des eaux souterraines, les pluies et les fuites éventuelles des circuits de refroidissement des cœurs fondus.

Vu l’environnement, elles se chargent en particules radioactives de tous genres : Césium 137 et 134, Cobalt 60, Antimoine 125, Ruthénium 106, Strontium 90, Iode 129 et Hydrogène 3 (tritium), pour les plus gros. Des produits de fission radioactifs et aux demi-vies suffisamment longues pour que leur quantités n’aient pas beaucoup baissé depuis l’accident.

Au fil des ans, TEPCO a mis au point un procédé de décontamination de ces eaux. Double filtration du césium et du strontium par ceux procédés différents (KURION et SARRY), puis désalinisation de l’eau, puis traitement dans l’Advanced Liquid Processing System (ALPS). Ce dernier est constitué d’une unité de coprécipitation et de traitement du fer, d’une autre pour les carbonates. Puis l’eau traverse une cascade de 16 tours d’adsorption de deux types différents.

À la sortie de tout ça, les eaux sont très faiblement contaminées (certains éléments passent même sous les limites de détectabilité), quitte à devoir refaire un passage pour les radionucléides les plus embêtants, et on pourrait presque les rejeter en mer, en conformité avec les autorisations de rejets de la centrale du temps où elle fonctionnait normalement.

On pourrait… Mais KURION, SARRY et l’ALPS ne touchent pas au tritium. Le tritium vous le savez, c’est un isotope de l’hydrogène, qu’on retrouve en général (en tout cas dans ce genre de circonstances) dans les molécules d’eau. Donc aucun filtre, aucun traitement chimique ne peut le séparer de l’eau : il n’est pas dedans, il EST l’eau. Et bien que très peu radiotoxique, on le retrouve en quantités énormes et largement au-dessus de ce qu’on pouvait trouver dans les effluents de la centrale en exploitation. Et donc au-dessus de ce qu’elle est autorisée à rejeter.

Du coup, faute de mieux, TEPCO entrepose depuis des années ces eaux dans des grandes citernes, mais pourrait manquer de place pour celles-ci d’ici 2022, apparemment. Donc l’industriel veut quand même rejeter ces eaux dans l’océan, malgré le tritium.

« Quoi, rejeter des eaux chargées en radioactivité artificielle, au delà des normes autorisées pour la centrale nucléaire, non mais ça va pas… » Du calme. Le tritium, pour rappel, c’est très très peu radiotoxique. Ça veut dire que c’est radioactif, mais une radioactivité très faible, uniquement des rayons β (pas d’α destructeur ni de γ pénétrant) et encore, des β de très faible énergie.

Les rayons β du potassium 40, par exemple (un radioélément naturel présent dans notre organisme) sont 100x plus énergétiques. Et en cas d’ingestion, des rayonnements α seraient encore largement pires.

Il faut donc beaucoup de tritium pour constituer un risque. Beaucoup comment ? Et bien… Beaucoup plus que ce que la centrale rejette ordinairement. Bon, je connais pas en détail le cas de Fukushima ni du nuc japonais… Mais d’expérience, je pense pouvoir deviner comment la limite de rejet a été établie.

L’autorité de sûreté (enfin, ce qui servait d’autorité de sûreté aux japonais) a calculé combien la centrale pouvait rejeter sans que ça soit un gros risque pour les populations et l’environnement. Ils ont trouvé une valeur annuelle (disons arbitrairement 100 TBq/an) probablement supérieure à tout ce que la centrale rejetterait en 40 ans (disons 40 TBq), et c’était con de fixer ça comme limite de rejets annuels. Absurdément élevé.

Alors ils ont demandé à TEPCO combien ils prévoyaient de rejeter annuellement (disons 1 TBq/an), et ils ont autorisé ça + une marge (pour les aléas d’exploitation). Et paf, ça fait une limite de rejets (à, arbitrairement, 1,2 TBq/an).

Indépendante des enjeux sanitaires, et environnementaux, car bien plus basse que ça (100 TBq/an aurait été acceptable de ce point de vue).

Du coup, on comprend que TEPCO aimerait bien faire péter cette limite, sans pour autant faire péter les seuils sanitaires, pour rejeter cette eau (par exemple gratter le droit de rejeter 20 TBq/an).

Et je pense que ce serait une bonne chose parce que des rejets contrôlés, ça peut être bien fait. Entreposer indéfiniment, par contre, c’est courir un risque croissant et inutile d’un accident et donc de rejets non contrôlés, avec des conséquences potentiellement déplaisantes. Tout d’un coup, n’importe où, bof.

Comparaison avec un cas français

Bon, du coup, on peut rejeter un peu plus en mer que ce qui est normalement autorisé pour la centrale. Mais jusqu’à combien, avant d’avoir un impact environnemental ou sanitaire ? Alors j’ai pas les ressources ni les compétences pour improviser une étude d’impact exhaustive, là, sur la centrale de Fukushima. Alors je vais plutôt raisonner par analogie… Mais comprenez que l’analogie a ses limites, donc des marges s’imposeront peut-être.

Je vais faire une comparaison avec la plus grosse source de tritium artificiel au monde depuis la fin des essais nucléaires, j’ai nommé l’usine Orano de la Hague, l’usine française de retraitement du combustible nucléaire usé.

Du tritium, il s’en forme un peu dans le circuit primaire des réacteurs nucléaires, par capture des neutrons par le lithium et le bore présents pour des raisons de chimie et de contrôle de la réaction nucléaire. Il se retrouve dans les rejets des centrales dont on a tant parlé. Mais il s’en forme aussi, et pas qu’un peu, directement dans le combustible ! Parce que certaines fissions produisent non pas deux mais trois produits de fission, l’un étant alors le tritium.

En principe, ce tritium reste dans le combustible. Mais quand le combustible arrive à l’usine de la Hague pour être retraité, ce tritium et tous les autres produits de fission sont libérés et chacun gérés à leur manière. Séparés, concentrés, calcinés et vitrifiés, pour la plupart. Mais, comme dans les réacteurs, le tritium ne peut pas être facilement séparé chimiquement et, compte tenu de sa très faible radiotoxicité, y’a pas vraiment de problème à le rejeter, il se retrouve donc dans les effluents de l’usine qui sont contrôlés, encadrés mais au final rejetés en mer.

Pour une centrale nucléaire, les rejets annuels maximaux autorisés pour le tritium sont de l’ordre de quelques dizaines à une grosse centaine de térabecquerels (TBq). Pour l’usine de la Hague, la limite légale dans les rejets liquides est à 18500 TBq par an. Vous voyez le changement d’ordre de grandeur ? Dans la pratique, toute fois, ils ne sont « que » de 10 000 à 13 000 TBq/an. Quant à ‘impact de ces rejets, j’en ai déjà parlé ici et . Mais on va reprendre les principales conclusions.

Je vais remonter aux chiffres de 2016, parce que je les ai de manière plus détaillés que les années plus récentes. Les rejets radioactifs liquides de l’usine cette année là, ils ressemblent à ça. Attention, échelle log.

Et si on regarde la dose pour la population de référence la plus élevée aux rejets liquides…

Pour ceux qui ne seraient pas à l’aise avec l’échelle log, pour que vous compreniez : les rejets, sans échelle logarithmique, ça ressemble à ça, selon l’échelle :

Pour les doses, c’est plus lisible par contre, donc si vous préférez :

Pourquoi je vous montre tout ça ? Et bien voyez : le tritium, c’est 99,9% des rejets liquides de l’usine cette année là. Mais c’est 0,10% de la dose. Ça relativise plutôt bien, pour la centième fois, la dangerosité du tritium.

Le tritium, dans l’impact radiologique total de l’usine de l’ordre de 15 µSv, il pèse pour 18 nSv. Un cinquième de dose équivalent banane par an ! #BananaForScale. On doit ça à sa très faible radiotoxicité, et à sa dilution super facile dans l’eau. On reparlera un peu de dilution en fin de thread, d’ailleurs.

Maintenant, si on en revenait un peu à Fukushima ? Il faut se demander quelle quantité de tritium TEPCO veut rejeter, pour se demander où on se place par rapport à la Hague !

Les données les plus récentes que j’ai, elles sont là :

Mais elles sont en Bq/L, et secteur de citernes d’eau par secteur. Donc il y a un énorme travail de traitement, pour avoir des Bq, que je n’ai pas le courage de faire ^^

En revanche, la source nous donne une information importante : même en écartant le tritium, une partie de l’eau contaminée n’est pas encore apte au rejet en mer, en raison de concentrations non négligeables en autres radionucléides. Donc même si TEPCO obtenait une autorisation de rejet plus élevée pour le tritium, seule une partie (à priori une majorité) de l’eau pourrait être rejetée, réglant le problème de place, mais il y aurait un travail de décontamination supplémentaire à réaliser pour le reste du stock d’eau, à ne pas oublier le jour venu.

Toujours est-il qu’avec tout ça, on ne connaît pas la quantité de tritium stockée. Donc on va repartir de ce document là, pas trop vieux, que j’ai piqué sur le site du gouvernement japonais.

Page 4, paragraphe 3

7,6.1014 Bq dans 820 000 m3. On va faire les brutes et considérer que le volume et l’activité vont avoir doublé d’ici le jour où ils iront rejeter tout ça. On part donc sur 15.1014 Bq, soit 1500 TBq. L’usine de la Hague, pour rappel, a le droit à 18 500 TBq PAR AN.

Et vu qu’elle rejette autour de 12 000 TBq/an, on pourrait ajouter toute le tritium entreposé à Fukushima dans UN AN de ses rejets sans qu’elle ne dépasse ses limites… Et sans que la dose n’augmente beaucoup (ajoutez 20% à un cinquième de banane…).

Vous comprenez pourquoi je me tape la tête contre les murs (heureusement dimensionnés à pire que ça) quand je vois les cris et titres alarmistes contre ces rejets d’eau tritiée ? Y’a pas vraiment de risque environnemental, dans ces rejets de tritium. Les soucis, c’est d’avoir les autorisations pour rejeter plus qu’actuellement autorisé, et puis les problèmes sociétaux, notamment pour les pêcheurs : les gens, incapables de jauger le risque, ne vont plus vouloir acheter (à nouveau) de poissons de la région ! S’ajoute à cela un aspect politique avec la Corée du Sud, relativement hostile envers le Japon sur le plan économique, qui joue sur ces rejets pour menacer de sanctions économiques.

Bon, allez, il peut y avoir un souci d’ordre radiologique quand même.

Les limites de la comparaison

Les conditions, pour maximiser la dilution, sont vraiment idéales pour la Hague. Les courants y sont exceptionnels (d’ailleurs, on voulait construire un parc d’hydroliennes dans le Raz Blanchard, à cet endroit même !)

Source

Donc les concentrations en tritium et autres radionucléides retombent très très vite quand on s’éloigne. Vous pouvez aller voir vous-même les mesures sur ce site. Par exemple, ci-dessous, on a les mesures de concentration en tritium dans l’eau de mer tout proche du point de rejet à différents moments de l’année. Quelques dizaines de Bq/L, on peut trouver ça dans les eaux douce en aval de centrales nucléaires sans que ça ne soit choquant (si, si!)

Je ne suis absolument pas sûr que le Japon puisse rassembler des conditions semblables pour les eaux entreposées à Fukushima. Là est la grosse limite de la comparaison. Peut-être que le tritium se diluera dix fois moins bien là-bas. C’est juste à garder en tête pour comprendre qu’on ne bazarde pas tout d’un coup (ça, et les autres radionucléides que je mentionnais précédemment).

Après, il y a des parades à cela. Étaler dans le temps les rejets, après tout, s’il faut le faire sur cinq ou dix ans, et bien pourquoi pas ? On peut aussi construire une conduite de rejet qui irait chercher, peut-être sur plusieurs kilomètres (voire un vrai pipeline de 50 ou 100 km) un site mieux agité ? Ou encore rejeter à différents endroits, éloignés les uns des autres, en veillant à ce que les courants ne viennent pas tout concentrer au même endroit.

Mais voilà, je tenais à dire que ce n’est pas parce que la Hague pourrait tout rejeter en moins d’un an qu’il faut que le Japon fasse pareil. Y’a pas le feu, on peut faire les choses le plus soigneusement possible.

Mais attendre sans rien faire indéfiniment, c’est moins défendable.

Des histoires de tritium

L’actualité en France pendant l’été 2019 a été marquée par plusieurs alertes sanitaires relatives à des contaminations au tritium de l’eau douce et de l’eau potable en France, dans la Loire et en Île-de-France.

Sommaire

  • Qu’est-ce que c’est dis-donc que le tritium ?
  • Quels enjeux sanitaires ?
    • Seuils de potabilité et d’alerte
    • Facteurs de dose
  • La polémique
    • Les prémisses : détection d’un pic de tritium en janvier 2019
    • Traitement médiatique chargé
    • Contre-exemple : une article en retard mais soigneusement mauvais
  • Juillet 2019 : l’emballement
  • Octobre : les investigations de l’IRSN

Qu’est-ce que c’est dis-donc que le tritium ?

Le tritium est un isotope radioactif de l’hydrogène que l’on retrouve en général incorporé à une molécule d’eau en lieu et place de l’un des atomes d’hydrogène. Il est produit naturellement dans l’atmosphère, mais en teneurs modestes devant la production de ce dernier par les activités humaines, essais nucléaires et centrales nucléaires.

Il est notamment produit dans les réacteurs nucléaires en tant que produit de fission, ou au sein du circuit primaire par activation neutronique de l’hydrogène, du lithium et du bore.

Très complexe à isoler mais très faiblement radiotoxique (ses radiations sont uniquement des rayonnements beta de faible énergie, 30 fois plus faibles que ceux du Césium 137 par exemple), il est en grande partie piégé dans le combustible et évacué dans l’environnement lors du traitement du combustible usé ; le reste est rejeté dans l’environnement directement par les centrales, en privilégiant dans tous les cas les rejets liquides où la dilution assure un impact notablement plus faible qu’en rejet atmosphérique. Notamment parce que sous forme d’eau liquide, il est vite métabolisé et évacué, et ne séjourne que peu dans l’organisme.

Quels enjeux sanitaires ?

Seuils de potabilité et d’alerte

Les recommandations internationales et retenues en France conduisent à considérer l’eau comme potable jusqu’à 10 000 Bq de tritium par litre d’eau. En revanche, en France est retenu un seuil d’alerte à 100 Bq/L, non pas en raison d’un risque significatif à ce niveau mais en raison de l’anomalie qu’il traduit. En effet, en aval des installations nucléaires, il est attendu de retrouver des concentrations de quelques dizaines de Becquerels par litre, liées aux rejets normaux évoqués plus tôt.

Retrouver une concentration supérieure à 100 Bq/L est donc signe d’une anomalie, qui justifie une investigation afin de s’assurer qu’il n’y ait pas eu d’événement anormal, et notamment de rejets radioactifs multiples dont le tritium serait l’avant-garde, en raison de sa forte mobilité.

Facteurs de dose

Faisons un petit détour technique pour évoquer la notion de facteur de dose. C’est l’occasion pour moi de vous présenter l’arrêté du 1er septembre 2003. Un document de référence en sûreté/radioprotection, qui inscrit dans la loi les facteurs de dose calculés par la Commission International de Protection Radiologique.

Les facteurs de dose, ce sont des coefficients qui permettent de passer, en cas de contamination interne, des activités (en Bq) aux doses (en Sv). Autrement dit, pour une quantité de radioactivité égale, ils donnent la radiotoxicité, le risque.

Pour l’eau tritiée, dans le pire cas (c’est à dire chez l’enfant d’un an) et par ingestion, le facteur de dose s’élève à 64 pSv/Bq. Oui, picosievert. En comparaison, le potassium 40 naturellement présent dans l’organisme ou différents corps vivant, affiche une « dose par unité d’incorporation » de 62 nSv/Bq, car sa désintégration beta est très énergétique. Un Becquerel d’eau tritiée est donc environ mille fois moins nocif qu’un Becquerel de potassium 40.

Ce dernier, on le retrouve par exemple dans les bananes, à hauteur d’en moyenne 20 Bq par banane. Donc le potentiel radiotoxique d’une banane est égal à celui de 20 000 Bq d’eau tritiée. Étant admis qu’une consommation normale de bananes n’a jamais constitué un risque significatif d’irradiation interne, vous comprendrez que des activités en tritium de l’ordre de 100 Bq par litre d’eau bue sont très loin d’être un problème sanitaire.

La polémique

Les prémisses : détection d’un pic de tritium en janvier 2019

L’ACRO, Association pour le Contrôle de la Radioactivité dans l’Ouest, qui réalise des campagnes de mesures « indépendantes » de radioactivité dans l’environnement, a révélé en Juin une détection anormalement élevée de tritium en Janvier.

Étant habitués à relever dans la Loire, à Saumur, des activités jusqu’à 60 Bq/L, cohérentes en aval de plusieurs centrales nucléaire sur la Loire et la Vienne, ils ont indiqué avoir mesuré en Janvier une activité de 310 Bq/L. L’information a été prise au sérieux par l’ASN, l’IRSN et par EDF qui ont cherché jusqu’à l’automne une origine et une explication – on y reviendra à la fin de cet article.

S’agissant d’une seule mesure sur une campagne de 18 mois, et la valeur dans l’eau du fleuve étant très inférieure aux valeurs guides pour l’eau de consommation, il n’y avait pas lieu de parler de conséquences sanitaires. Les investigations qui devaient être lancées l’ont été, et la population n’a pas pour autant été mise en danger.

Traitement médiatique chargé

Cependant, une affaire de « contamination radioactive » révélée en période d’actualité peu fournie était une occasion inespérée pour la presse qui a abondamment relayé l’événement, avec plus ou moins de précision.

Pas de catastrophe et de titre excessivement anxiogène comme on aurait pu le craindre, mais deux ou trois remarques à faire tout de même.

Concernant les choix d’illustration, pas d’image excessivement anxiogène, caricaturale, ou autre. On a bien deux petits hors sujets, avec Europe 1 qui illustre avec la centrale de Cruas (sur le Rhône) et RTL avec une photo de Nantes (alors que Saumur est à 100 km de là), mais on a échappé aux photographies de tours aéroréfrigérantes de centrales à charbon.

Concernant les titres, à présent : j’aurais bien voulu les classer en fonction de leur caractère plus ou moins anxiogène, mais… Ils contiennent tous le mot « contamination », à juste titre, qui est, je pense, déjà anxiogène à lui seul.

D’ailleurs, un mot pour les journalistes qui me lisent : n’ayez pas peur du mot « contamination ». Il est souvent mis entre guillemets dans les titres, comme pour dire « c’est pas nous qui l’avons dit ! » Mais il ne faut pas avoir peur de ce mot. Un marquage d’un radioélément artificiel dans l’environnement, c’est bien une contamination, par définition. Pas de scrupules à avoir pour l’emploi du mot.

Du coup j’ai plutôt regardé les titres en fonction de leur exactitude. Ceux qui ne malmènent pas l’info, et qui ne l’amputent pas. Parce que, pour moi, l’info n’est pas que l’eau soit contaminée au tritium, ça, c’est un état normal, constant. C’est qu’il y ait eu un pic de contamination, en Janvier, une mesure qui excède d’un ordre de grandeur toutes les autres réalisées, et dépasse le loin les mesures réalisées par l’exploitant. C’est cette anomalie qui intrigue et qui constitue l’information.

Et la plupart des titres reprennent assez bien cette information-là. Avec plus ou moins de guillemets, mais sans rater le fait que la particularité, c’est le caractère « anormalement élevé », comme dit l’ACRO, d’une des mesures.

Certains articles, toutefois, passent à côté. Ils présentent la contamination comme étant une actualité (dans le titre, hein, le contenu est évidemment plus développé). Les gens n’ont probablement pas tous conscience que la radioactivité nous entoure ?

Et puis il y a les titres qui vont trop vite, ou en font un peu trop.

Et France Soir compte en « fois la normale », en confondant en plus la normale avec le seuil à 100 Bq/L.

Toutefois, dans l’ensemble, l’information est bien traitée. Mais.

22 articles. Pas moins de 22 articles et probablement quelques journaux télévisés, pour un pic de mesure ponctuel, local, sans enjeu sanitaire : n’est-ce ultra excessif ?

Avec une contamination maximale mesurée qui est d’environ 30 fois inférieure à la recommandation sanitaire OMS (qui elle-même prend de la marge avec les risques prouvés, notamment en supposant une consommation exclusive de cette eau), ponctuelle… C’est d’un petit événement interne à l’industrie dont il s’agit, qui ne mérite rationnellement qu’un traitement type « fait divers local ». Sans implication autre qu’une enquête interne à réaliser pour la centrale de Chinon. Il est frappant de voir l’ampleur médiatique que ça a pris malgré tout… Et ça a contribué à ce qui a suivi en Juillet.

La gravité perçue par le public des événements nucléaires est basée sur leur médiatisation en premier lieu ; la prise en compte des conséquences arrive bien après dans l’ordre d’importance.

Contre-exemple : une article en retard mais soigneusement mauvais

À une semaine d’écart, France 3 a sorti un article pour revenir sur « l’affaire » précédente, mais avec un article d’une qualité notablement inférieure à la quasi-totalité des précédents.

Nucléaire : du tritium dans les eaux de la Vienne, un danger ?

Commentaire de texte en image :

Juillet 2019 : l’emballement

En Juillet, la même ACRO a publié un communiqué, repris par le Canard Enchaîné et l’AFP, révélant la présence de tritium dans l’eau potable en région parisienne. Et là, les réseaux sociaux se sont enflammés.

Des images fake ont notamment été massivement diffusées, dans lesquelles était indiqué que la Préfecture d’Île-de-France avait pris un arrêté pour interdire la consommation d’eau du robinet.

Des messages audios circulaient sur Whatsapp et Messenger d’une prétendue infirmière indiquant que dans son hôpital, on avait détecté du « titanium » (sic) dans l’eau du robinet et qu’elle n’était plus consommée.

De manière général, une forte incitation était donnée à ne pas boire l’eau du robinet, alors même qu’une vague caniculaire s’abattait sur la France, avec des risques sanitaires très importants, et où le message à faire circuler était au contraire : BUVEZ, hydratez-vous. La désinformation galopante sur cette histoire de tritium était susceptible de faire des victimes.

Qu’en était-il réellement ? Et bien l’ACRO, pour l’eau potable, n’avait pas réalisé de mesure comme c’était le cas pour le pic de janvier, mais avait compilé et cartographié les teneurs en tritium dans l’eau potable mesurées les services du Ministère de la Santé. Il s’agissait donc de données connues des autorités, suivies par celles-ci, et publiques, et dont aucune n’atteignait 100 Bq/L ! L’alerte, pour ne dire la panique, a été massive bien que totalement injustifiée.

Les démentis par la Préfecture et les hôpitaux ont été assez rapides (j’ai en revanche noté la discrétion de l’IRSN et l’ASN, sur les réseaux sociaux et dans la presse), mais la peur et les scandales se répandent bien plus vite que l’information vérifiée et rassurante :

La carte mise en ligne par l’ACRO permet d’ailleurs de constater des communes où l’eau potable est dite « contaminée au tritium » pour des activités inférieures à 1 Bq/L (Paris X, XI, XVIII, XIX et XX par exemple), preuve s’il était besoin que la question sanitaire était exclue de leur démarche visant simplement à alarmer.

Ce récit touche à sa fin, mais je vous laisse profiter d’un article de Checknews qui relate plus en détail les événements de juillet.

Octobre : les investigations de l’IRSN

Si les annonces les plus médiatiques furent celles de juillet, elles ne présentaient aucun intérêt du point de vue de la sûreté nucléaire. En revanche, l’alerte de juin sur la contamination de janvier était à même de conduire à des investigations supplémentaires pour expliquer cette contamination atteignant 310 Bq/L.

L’Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire a publiés ses résultats en octobre, exposant les hypothèses qu’ils avaient considérées, si elles avaient été retenues ou écartées, et pour quelles raisons.

La première hypothèse envisagée était l’incident nucléaire, un rejet d’effluents radioactifs anormal par EDF. Hypothèse écartée par l’IRSN faute d’événement dans les installations d’EDF justifiant un rejet.

La deuxième hypothèse considérée est un rejet de tritium d’origine industrielle mais n’étant pas issue d’une centrale nucléaire. Mais aucune source potentielle de tritium n’a été identifiée par l’IRSN dans le bassin versant des centrales EDF.

La troisième hypothèse, jugée la plus vraisemblable par l’IRSN, est relative à la méthodologie de prélèvement de l’eau pour en assurer la surveillance et le contrôle. En aval de chaque centrale nucléaire, une « zone de bon mélange » est retenue comme le point à partir duquel l’eau tritiée s’est suffisamment mélangée à l’eau du fleuve pour qu’une mesure soit représentative de la contamination réelle du fleuve, et non pas d’une éventuelle veine particulièrement concentrée. La mesure de l’ACRO aurait pu avoir été réalisée dans des conditions hydrologiques particulières conduisant à déplacer la zone de bon mélange plus loin en aval, conduisant à une mesure non représentative par l’ACRO.

Néanmoins, afin de consolider cette hypothèse, l’IRSN prévoit de réaliser une nouvelle campagne de mesure dans des conditions aussi proches que possible des mesures ACRO.

La note d’information de l’IRSN.

Le stockage en forages

Retrouvez tous les articles consacrés aux alternatives au stockage géologique ici.

Il s’agit du stockage… En forages. Dans des puits, verticaux, creusés depuis la surface. Assez profond pour les isoler de la surface, du point de vue géologique, sociétal, environnemental, etc.
Là, logiquement, nombre d’entre vous se demandent la différence avec le stockage géologique. Voire se disent que je les embobine, en mode « la seule alternative au stockage géologique, c’est lui-même ! »

Non, ce sont quand même des choses différentes.
Il y a deux différences principales.

La première, c’est que toutes les opérations sont réalisées depuis la surface. Il n’y a pas de réseau de galeries souterraines à construire. Et donc, potentiellement, un coût bien moindre, et des risques modestes durant la phase de chantier et d’exploitation. Des tunnels, du travail souterrain… Ce n’est hélas pas anodin :/

La seconde différence concerne la profondeur. Par forage, il est possible d’atteindre des profondeurs formidables, de plusieurs kilomètres, là où les sites de stockage conventionnels visent en général 500 m.

Cela permet de reposer sur la distance à la place de (voire en plus de) reposer sur les propriétés confinantes de la roche hôte. Donc on parle d’une alternative potentiellement plus sûre pendant l’exploitation ainsi qu’à et à long terme !

Celle-ci se décline en trois procédés, selon les déchets.

Le premier est le plus simple : forer et empiler des déchets solides dans le forage, puis refermer par-dessus.

Le deuxième s’applique aux déchets liquides (on n’en a pas en France), qu’on injecterait directement dans la roche.

Enfin, le 3è est un cas particulier du premier pour les déchets fortement exothermiques, où la chaleur est mise à contribution.

Reprenons les dans l’ordre, à commencer par l’empilement en forage.

Historiquement, la méthode a été étudiée puis abandonnée au profit des galeries ou anciennes mines pour des questions de difficultés techniques (diamètre et profondeur). Aujourd’hui, le problème serait moindre, et les études sont re-devenues d’actualité. Dont une, aux USA, qui vise à réaliser un forage de 5000 m de profondeur, y empiler 400 conteneurs de déchets, et reboucher les 2000 m supérieurs.
Une règle de base du nucléaire demeure de vigueur, c’est le concept de multi-barrières. Le déchet serait dans son conteneur (1), son surconteneur (2), le forage serait remblayé (3), tubé (4), et la roche hôte constituerait une dernière (5) barrière.
À plus petite échelle, le concept est surtout intéressant dans des pays qui ont de petits quantités de déchets, par exemple les sources radioactives de petite taille parfois utilisées en recherche. Des forages de quelques décimètres de diamètre tout au plus.
L’AIEA a notamment proposé un guide pour ce concept qui intéresse de nombreux pays, dont (selon l’IRSN) le Ghana, la Malaisie, Chypre, la Moldavie ou le Brésil qui ont retenu ce concept comme solution de référence.
Pour certains déchets seulement, la solution a aussi été retenue par les EAU, et est étudiée par l’Australie, Cuba et la Jordanie. La Suède surveille le sujet, et la Belgique l’envisage toujours.
Mais les plus chauds, ce sont les États-Unis.
Un rapport de 2013 présente le forage comme une véritable alternative, plus rapide à mettre en oeuvre que le stockage géologique. D’autant plus que ce dernier a un passif houleux aux USA, avec déjà un gros projet abandonné (Yucca Mountain).
Un forage d’essai de presque 5000 m y a été initié en 2016, sur le site nucléaire de Hanford, pour des sources scellées et quelques déchets de haute activité. L’opposition publique a fait capoter le projet, et tous ceux envisagés par la suite.
Le Department of Energy a annoncé l’abandon de son projet de forages d’essais en 2017, et malgré l’avancement des études, le stockage en forage n’est depuis plus retenu par le DoE comme solution de référence.

Partons à présent sur notre deuxième concept, le stockage en forage de déchets liquides (direct ou après incorporation dans un coulis type ciment).
Là, il faut déjà des roches favorables : poreuses, perméables, mais capables, d’une manière ou d’une autre, de limiter au mieux la migration des radionucléides, verticalement et horizontalement.
Pour tout vous dire, on est sur quelque chose d’un peu plus avancé qu’un concept papier, là… Aux USA, ce sont déjà 7500 m3 de mortier de ciment dopé aux effluents radioactifs qui ont été injectés à 300 m de fond entre 1959 et 1960.
La roche était composée de schistes, traités au préalable à la fracturation hydraulique pour en augmenter la perméabilité et la porosité. Fracturation hydraulique et déchets radioactifs, le combo tout à fait vendeur aujourd’hui ^^.
En Russie, trois sites ont déjà servi à cela. Le premier dans des formation de calcaire et grès, à 1400 m de fond, et les deux autres dans des grès à moins de 400 m. On parle de… Dizaines de millions de mètres cubes d’effluents liquides de moyenne et haute activité qui ont déjà été injectés de la sorte, depuis 1962. Je m’en remets pas, depuis que j’ai découvert ça x)
La pratique a été revue par l’AIEA en 2013 qui en a tiré quelques principes de base. Toujours cette histoire de multi-barrières, évidemment : il faut prévoir des barrières ouvragées en plus de la barrière naturelle de la roche hôte.
Vous vous en doutez, ça complique singulièrement la pratique… Et la sûreté de la méthode est très loin de faire consensus. C’est probablement ce qui a conduit, au Royaume-Uni et en France, à l’exigence suivante : les déchets sont conditionnés sous forme solide exclusivement pour leur gestion à long terme.

Et c’est l’occasion pour moi d’un rappel : les déchets nucléaires ne sont pas des fûts de liquides qui ne demandent qu’à s’échapper.
En France, ce sont des solides (polymères, métaux…) compactés, ou du verre pour la haute activité, mais exclusivement des solides. On ne peut pas vraiment avoir de fuites des déchets. Ce qu’on craint, c’est que les radionucléides soient drainés par des eaux souterraines (ou des infiltrations, pour les sites de surface) qui, elles, peuvent se disperser dans l’environnement.

Après cet aparté, finissons avec notre stockage d’effluents liquides : il a bien été mis en oeuvre en France, pour des effluents non radioactifs, nitratés, d’usines d’engrais.
Et il est reconnu que la recherche sur ces méthodes a contribué au perfectionnement de la fracturation hydraulique aujourd’hui mise en oeuvre par les pétroliers et gaziers. Voilà qui devrait plaire à ceux qui aiment dénigrer le nucléaire :p.

Notre dernier procédé fait écho à quelque chose que l’on avait évoqué concernant le stockage dans les glaces polaires. Pour rappel, il était spécifique aux déchets exothermiques.
Du coup, vous l’aurez deviné, il s’agit de mettre à profit la chaleur qu’ils émettent pour fondre la roche, comme on parlait de fondre la glace, et la laisser se solidifier derrière pour sceller le stockage.

Bon, il faut des roches particulières là-encore, qui diffusent peu la chaleur et fondent à des températures assez modestes. Par exemple, autour de 900 °C pour du granite, contre 1200 °C pour des basaltes.
Si la roche fond à trop haute température, on peut se retrouver à avoir les déchets qui eux-mêmes fondent… Mais ça peut faire partie du concept, après tout ? Y’a en effet deux idées en tête :

  • Soit on se débrouille pour garder les déchets intègres et on laisse juste la roche se vitrifier autour d’eux sous l’effet de la chaleur, et là on a une super barrière de confinement.
  • Soit on laisse les déchets fondre dans la roche, se diluer dedans, et du coup se disperser dans un plus grand volume que leur volume initial jusqu’à l’équilibre entre densité de chaleur et capacité d’évacuation de la roche. Quand cet équilibre est atteint, tout se solidifie et se stabilise, dans une matrice relativement homogène et naturelle.

Une fois encore, les USA sont à la pointe et ont décliné l’idée en différents procédés. Le plus couillu : « Deep Underground Melt Process ». Quelque part entre 2 et 4 km de fond, on creuse une cavité à coup d’explosifs, éventuellement nucléaires.
Comme ça on a déjà une gangue de verre sur place, dans laquelle on peut venir ajouter nos déchets, et paf… C’est un peu flou ensuite. Bon, je ne suis pas fan ^^ »

« Deep Self Burial », on l’a déjà décrit a demi-mots : on fore 2 km, on pose les déchets au fond, et ils font fondre la roche autour d’eux pour s’enfoncer de plus en plus profond, façon « syndrome chinois ».

« Deep Rock Disposal », c’est un hybride, pour des déchets exothermiques MAIS liquides. On les injecte dans la roche, ils la font fondre et s’y incorporent.

« Solidified Waste in Situ Melting », il est un peu plus subtil : on part d’une cavité naturelle ou issue de Deep Underground Melt Process, on y mélange des déchets et des gravats. Le tout fond du fait de la chaleur, mais l’absorption de la chaleur – et de la dilatation – par les gravats permet d’éviter d’endommager la roche hôte, qu’on garde la plus intègre possible.

Plus aucun de ces concepts n’est sérieusement à l’étude aujourd’hui,si ce n’est un dérivé du Deep Self Burial, pour de petits volumes de déchets (des sources radioactives, donc, pas des déchets de l’industrie électronucléaire).

Synthétisons : le stockage des effluents liquides, ça n’a rien de très emballant car on maîtriserait très mal la dispersion. Pour les déchets exothermiques, on a quelque chose d’un peu mieux mais bourrinement irréversible et de moyennement contrôlable, au final. Probablement viable, mais dans notre société du risque zéro, les incertitudes apparaitraient probablement intolérables.

En revanche, le stockage en forage de déchets faiblement exothermiques (donc de moyenne activité ou de haute activité un peu dilués), ça m’a carrément l’air envisageable, je ne sais pas ce que vous en pensez ?

En tout cas, ces solutions là, même si pas forcément préférables au stockage géologique, j’y vois une bonne réponse aux collapsologues. Vous savez, ceux qui disent que le nucléaire est une catastrophe parce que la société va s’effondrer dans N décennies… et donc que l’on ne saura pas gérer les déchets nucléaires qui ont besoin de technologies sophistiquées et de temps longs ? Et bien on a là une réponse relativement low tech et rapide à mettre en oeuvre à offrir 😉

Et, chers amis, ici s’achève ce panorama sur les alternatives au stockage géologique. Mais l’on aura d’autres occasions de parler déchets, sans aucun doute !

Le stockage dans les glaces polaires & l’envoi dans l’espace

Retrouvez tous les articles consacrés aux alternatives au stockage géologique ici.

On va mettre à profit leur production de chaleur pour les piéger dans les glaces polaires de l’Antarctique ou du Groenland. C’est plutôt simple : on les dépose à la surface, ou à faible profondeur, et on les laisse fondre la glace autour d’eux, s’enfoncer et refermer la porte derrière (l’eau qui re-gèle). Avec, en option, la possibilité de les suspendre à un câble qui repose à la surface, pour permettre leur récupérabilité pendant quelques décennies/siècles, et éventuellement avoir des capteurs pour suivre l’évolution de la situation.

Bon, là où les plans ont très vite foiré, c’est lorsque les investigations sur le terrain ont révélé des poches salées dans les glaces, donc un gros risque de corrosion accélérée. Ça, et des soucis de stabilités des socles rocheux.
Et on garde, comme pour l’immersion, des problèmes de transports sur des distances immenses et de viol de chépacombien d’accord internationaux (Traité de 1959 sur l’Antarctique, notamment).

Fin de l’histoire, l’idée était séduisante, mais inapplicable politiquement/éthiquement, et du point de vue technique, c’était pas aussi simple qu’espéré – même si, en affinant les recherches, on aurait peut-être pu s’en tirer.

Du coup, on enchaîne direct et on s’envoie en l’air : l’espace. En guise d’introduction, prenez donc une minute pour visionner cette vidéo :

Je crois que c’est un des accidents de lanceurs spatiaux les plus spectaculaires depuis Challenger. Une fusée russe Proton, une des plus puissantes fusées aujourd’hui en service, dont le décollage est un peu turbulent.

C’était en 2013, mais des accidents, il y en a eu d’autres. Des explosions au décollage comme cette Antarès en 2014…

Décollage à 3:50

Ou des accidents à haute altitude, par exemple à la séparation du premier étage ou à l’allumage du deuxième. Comme sur une Soyouz habitée, en fin d’année dernière, où l’équipage eût à s’éjecter.

Ou, pas plus tard que cet été, une fusée européenne Vega qui, après 14 tirs réussis à la suite depuis son premier vol, a eu un problème encore inconnu à l’allumage du deuxième étage et a fini en trajectoire balistique pour retomber, avec sa charge.

Bref, « space is hard », et envoyer les déchets dans l’espace nous garantit qu’une proportion importante retomberont sur Terre sans avoir atteint l’orbite. Ça sera peut-être 0,1%, voire moins, ça reste malgré tout énorme et difficilement acceptable.

On pourra me rétorquer qu’on peut envisager un blindage autour des déchets pour garantir leur intégrité en cas de retombée, quelle que soit la vitesse, l’altitude, le point d’arrivée (eau ou sol), et même en cas d’explosion du lanceur ou d’attaque par ses ergols.

Mouais. Ça se fait pour les RTG des sondes spatiales, mais on parle pas des mêmes volumes et masses, là. En plus, entre prévoir un accident au décollage ou prévoir l’atteinte d’une très haute vitesse (pour des orbites très hautes) et une rentrée atmosphérique à cette très haute vitesse, je pense qu’on peut vite monter à du blindage très, très lourd.

Donc là, en admettant qu’on arrive à répondre aux problématiques de sûreté (c’pas dit…), il reste celle du coût, parce que du tonnage en orbite, ça coûte cher.

Rappel des masses en jeu : la France produit 50 tonnes de produits de fission par an, qu’on coule dans 1900 tonnes de verre. Et je ne vous parle pas des déchets de moyenne activité qui représentent bien plus en masse.

Supposons qu’on ne vitrifie pas, qu’on se contente donc de ces 50 tonnes. Pour le transport routier/ferré, on a des emballages de 100 tonnes pour 10 tonnes de matières transportées. Supposons qu’on n’aie que à doubler ce ratio pour du spatial.

Alors on aurait 1000 tonnes par an à envoyer en orbite. Les ambitions de SpaceX, qui offrent les lanceurs les moins chers du marché, semblent être de proposer des tirs à moins de 5000 $/kg en orbite géostationnaire. On serait alors sur un budget à 5 milliards de dollars par an pour la France, à supposer qu’il soit techniquement possible de tenir une cadence de lancement pareille. Juste pour l’orbite géostationnaire : on ne parle pas ici de Lune ni de soleil, infiniment plus coûteux à atteindre.

Ajoutez au budget un appareil capable d’aller récupérer des déchets mis sur la mauvaise orbite et les ré-orbiter ou les désorbiter pour les renvoyer une deuxième fois (une dépanneuse spatiale à déchets radioactifs, c’est kerbalesque ^^).

Et puis préparez les négociations avec les astronomes, astrophysiciens, qui pourraient voir d’un mauvais œil ces sources de rayonnements gamma étalés en orbite terrestre ^^ ».

Juste pour la culture, sachez qu’il a été aussi envisagé d’expédier les déchets hors de l’orbite terrestre ou hors du système solaire grâce à un canon électrostatique monté sur navette spatiale qu’on enverrait en orbite basse. À fond dans la SF.
Puis survinrent Challenger et Colombia à vingt ans d’intervalle, et la boucle fut bouclée : Space is hard, à un niveau vraiment, largement incompatible avec l’envoi de milliers de tonnes de déchets hautement radioactifs.

L’espace contre le stockage géologique, c’est un ou deux ordres de grandeur au-dessus en termes de coût, et autant en-dessous en termes de sûreté.

Prochain et dernier article, le stockage en forages.

L’immersion et l’enfouissement dans les sédiments

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Puis on aurait un phénomène de dilution (qu’on pense très lent), dans des environnements sans attrait économique ni biologique particulier. En plus, les courants faibles et les températures basses auraient contribué à ralentir la corrosion. (Dans ce cas là, on s’intéresse aux plaines abyssales, pas aux fosses potentiellement plus agitées, chaudes…).

Ça serait plus acceptable que juste immerger, parce qu’on aurait de la rétention à long terme combinée à de la dilution dans un second temps… et pas uniquement de la dilution.

L’option simple est de déposer les déchets dans les fonds, éventuellement avec des sur-conteneurs pour retarder la corrosion, et laisser les sédiments les recouvrir peu à peu. Un confinement naturel se formant au fur et à mesure que le confinement « man-made » faiblissait.
Une voie plus complexe mais évidemment plus sûre est d’enfoncer directement les déchets dans des sédiments non consolidés, voire dans des sédiments consolidés. Et pour ça, deux procédés : perforer, ou forer.

Dans le premier cas, on met les déchets dans on conteneur en forme d’ogive, le tout très lourd, qu’on laisse couler ou éventuellement que l’on propulse – typiquement, 30 m/s.
Il y a eu des expériences (sans radioactivité) tendant à confirmer que le conteneur s’enfonçait de 30 m et les sédiments refermaient assez vite le passage.

Dans le second cas, on fore les fonds marins, par exemple un trou de 800 m de fond (par rapport au plancher océanique, hein !) et on dépose les déchets dans ces forages, en gardant une bonne épaisseur au-dessus, typiquement 300 m avant le fond de l’eau.
On peut même prétendre à forer au-delà des sédiments, et aller jusqu’au socle rocheux, généralement basaltique. On empile donc un grand nombre de barrières de protection : l’emballage des déchets en eux-mêmes, l’éventuel suremballage du forage, la couche rocheuse (optionnelle), et la couche sédimentaire.
Et puis en dernière barrière on retrouve la dilution dans l’océan, mais de déchets qui auraient déjà pas mal décru et qui se seraient libérés progressivement.

N’oublions toutefois pas que les déchets sont fortement radioactifs et, pour certains, fortement exothermiques (= ils chauffent). Ça, par contre, c’est un impact potentiel sur la fiabilité du stockage.
Je dis ça parce que je me rends compte que tel que j’ai présentée le stockage sédimentaire, c’est assez séduisant, en fait. Pas mal d’atouts. Donc rappeler que tout pourrait ne pas être aussi simple que sur le papier, ça ne me semble pas de trop ^^

Mais en pratique, on a quelque chose de technologiquement assez simple et à priori efficace, qui limite on ne peut mieux le phénomène NIMBY, et qui est assez peu exigeant en termes de localisation, un choix permettant de limiter l’impact sur la biodiversité. Pas d’infrastructures ultra complexes à construire qui engage à réaliser un travail soutenu pendant plusieurs générations, peu de risques professionnels…
J’avoue que cette solution me parle ^^ ».

Bon, tous les problèmes évoqués précédemment, relatifs à l’immersion en général, demeurent. Transport, éthique, droit de la mer… Je rappelle que la France s’est engagée à gérer ses déchets sur son territoire exclusivement. Et, réciproquement, à ne pas stocker sur son territoire des déchets étrangers, hors monégasques, mais je m’égare.
Concernant le droit de la mer, je le redis, tout ce que j’évoque serait impossible en l’état actuel des accords internationaux.

De manière générale, concernant l’immersion des déchets, les considérations éthiques et politiques l’emportent à ce jour sur les considérations techniques. Je ne sais pas si c’est une bonne ou mauvaise chose… Mais ça va nous obliger à continuer notre panorama à la recherche d’autres alternatives =) !

Prochain article, le stockage aux pôles ou dans l’espace !

L’immersion en zone de subduction

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Des immersions de déchets radioactifs, 14 pays en ont fait, entre 1946 et 1982. La Russie a poussé jusqu’en 1993. Il s’agissait essentiellement de déchets de faible et moyenne activité. Il y a environ 42,2 PBq qui ont été immergés dans l’Atlantique Nord-Est, 38,3 PBq dans l’Arctique, et 4,5 PBq dans le Pacifique.

Petit rappel : le Becquerel, noté Bq, est l’unité de mesure de la radioactivité. Quand on dit d’une matière radioactive qu’elle émet 10 Bq, c’est qu’il s’y produit 10 désintégrations par seconde. Il s’agit d’une petite unité : le corps humain, naturellement, émet déjà autour de 8000 Bq. Donc dans la pratique, on utilise les multiples comme le kilobecquerel (kBq). Ici, on parlera de très fortes radioactivités, en pétabecquerels : millions de millards de désintégrations par seconde.

Pour vous donner un repère de comparaison, un colis de déchets vitrifiés produit à la Hague, en France, lors de sa coulée, c’est 16 PBq.

Donc l’ensemble des dizaines de milliers de tonnes immergées par ces 14 pays représentent, en termes d’activité, 5-6 colis de verre (on en produit 800 par an). Vous comprenez qu’ils ont pas non plus immergé tout et n’importe quoi. Et qu’on ne peut pas TOUT immerger n’importe comment.

Le rôle de la France dans tout cela est relativement marginal : elle a participé à deux campagnes d’immersions. Mai-Août 1967, 11 000 tonnes de déchets ont été immergés par l’Allemagne, la Belgique, la France, le Royaume-Uni et les Pays-Bas. Activité totale : 0,3 PBq, dont 0,2 par la France à elle seule.

Deuxième campagne, juillet-août 1969, l’Allemagne en moins mais la Suède et la Suisse en plus, avons immergé 9000 tonnes de déchets, pour 0,9 PBq dont 0,1 par la France. Puis, en France, on s’est arrêtés là, avec l’ouverture du Centre de Stockage de la Manche.

Ce sont juste les dunes herbeuses au centre. L’usine derrière c’est l’usine de retraitement, pas du stockage de déchets.

La logique derrière ces immersions n’était pas absurde : emmener les déchets loin des personnes pour éviter qu’ils nuisent à court terme et décroissent un peu. Puis, à moyen-long terme, laisser l’océan diluer la radioactivité pour éviter d’avoir des concentrations importantes et donc nocives.

Bon, sauf, évidemment, localement. Là où les déchets sont déposés, la concentration en radioactivité va être élevée, mais c’était, je suppose, admis comme un moindre mal. Et d’un point de vue purement physique, ça se défendait assez bien !

Ce sont des questions d’éthiques, de protection des fonds marins, et de droit international qui ont eu raison de cette pratique. Je dis pas qu’il aurait fallu continuer, mais je pense qu’il n’y a pas à déplorer cette ancienne pratique. C’était normal dans le référentiel de l’époque, ça ne l’est plus dans le référentiel d’aujourd’hui, parce que les standards évoluent. Il n’y a pas non plus d’impact sanitaire à craindre, ou d’impact environnemental particulièrement sévère à attendre.

Concernant le droit de la mer, c’est le transport des déchets qui a été le plus bloquant. Le risque d’accident durant le transport et de dispersion incontrôlée a été jugée rédhibitoire par rapport aux conventions internationales.

Il y a aussi la notion de « patrimoine commun de l’humanité » pour la haute mer, ou encore les inégalités d’accès à la mer d’un pays à un autre. Bref : sauf cas particuliers convenus sous l’égide des Nations Unies, les déchets radioactifs en mer, c’était plus possible.

Malgré tout, il y a eu des brillantes idées, des recherches qui ont été poussées assez loin, qui méritent d’être évoquées. Je dis pas qu’il faudrait les remettre sur le devant de la scène, je vous les présente juste.

Je vous ai dit que l’immersion pratiquée au XXè siècle visait à disperser de manière relativement contrôlée les radioéléments pour qu’ils se diluent progressivement. Aujourd’hui, les déchets, on cherche plutôt à les gérer par confinement… Mais la mer peut offrir aussi cette fonction ! Deux procédés ont été envisagés : enfouir dans les sédiments, ou sous la croûte terrestre.

On garde le premier pour la prochaine fois, on parle du second aujourd’hui ;-).

Les fosses océaniques se forment là où une croûte océanique passe sous une plaque continentale et s’enfonce progressivement dans le manteau terrestre. L’idée serait de déposer les déchets là, et les laisser porter dans le manteau terrestre par ce mouvement. Façon tapis roulant.
À priori, c’est séduisant : dans le manteau, sous la croûte terrestre, les déchets commencent à être à bonne distance de la biosphère, ça va être dur d’imaginer qu’ils remontent des kilomètres de roche ou d’océan pour revenir nous empoisonner.

En plus, les sédiments qui s’accumulant par-dessus viendraient un peu jour le rôle de clapet anti-retour. Sceller par derrière les chemins possibles pour les radionucléides qui finiraient immuablement dans le manteau. Ce qui a brisé le rêve, c’est « l’extrême lenteur du phénomène de subduction et la vitesse encore plus lente des processus de sédimentation ». Deux cas ont été identifiés, tous les deux assez déplaisants :

  • Subduction lente : on observe dans ce cas un phénomène d’arasement lors de la plongée d’une plaque sur l’autre. Dans ce cas, les déchets ne viendraient pas s’enfoncer dans le manteau mais s’accumuler au lieu de la subduction. Échec du plan.
  • Subduction rapide : bon, déjà, c’est relatif, « rapide » : dans le meilleur des cas, on parle de 10 cm/an, 10 000 ans pour parcourir 600-700 m horizontalement et 350-400 m verticalement. Ça risque de bouger plus vite par corrosion et dilution que par subduction, au final >.<
    Pis en plu, dans les zone de subduction rapide, on a une activité sismique importante, et des mouvements de magma pas négligeables au risque d’une remontée en surface, éventuellement sous la forme de volcanisme explosif. Youpi. Ce serait vraiment pas de bol, hein, mais… On serait mal s’il fallait évaluer ce risque, AMHA. Et du coup, c’est pas super super emballant, comme idée.

Si je résume les inconvénients tel que l’a fait le Canada en 2005 avant de bannir cette solution :

  • éloignement des sites potentiels et donc grande distance à faire parcourir aux déchets,
  • galère innomable pour la surveillance et la réversibilité, même à court terme,
  • incertitude sur le devenir des déchets (en particulier cette histoire de volcanisme),
  • probable incompatibilité de l’option avec le droit international, si mise en oeuvre depuis la mer, ça on en a parlé.

(Par contre, si on le fait depuis la terre ferme, au moyen par exemple d’un tunnel sous-marin, là, c’est légal ^.^)

C’est tout pour les immersions passées, et pour la possibilité de stocker dans les zones de subduction.

Prochain article, le confinement dans les sédiments marins !

La séparation-transmutation, y compris grâce aux lasers

Retrouvez tous les articles consacrés aux alternatives au stockage géologique ici.

Et donc un noyau qui va chercher à se stabiliser en éjecteur quelques protons et neutrons, ou en transformant un neutron en proton (ou, plus rarement, l’inverse). Et ce phénomène s’accompagne d’une émission de rayonnements, vous connaissez la chanson.

La séparation-transmutation consisterait à isoler des déchets les radioéléments aux demi-vies les plus longues pour leur faire bouffer des neutrons. Dans l’espoir de les faire fissionner pour les plus lourds (plutonium, américium…), et de simplement les stabiliser pour les plus légers, non fissiles.
On le fait déjà un peu, avec le plutonium : le retraitement pratiqué en France consiste à séparer des déchets le plutonium pour le recycler en réacteur.

Dans un réacteur à eau pressurisée, une partie de ce plutonium fissionne, et on réduit de 25% environ la quantité de plutonium qu’on balade, de la sorte.
Dans la mesure où l’on parle d’un élément très radiotoxique et à demi-vie très longue, ne pas en avoir – ou en avoir moins – dans les déchets, c’est un atout dans leur gestion à long terme.

Un des gros soucis, c’est qu’avant de faire bouffer du neutron à un radioélément, il faut le séparer des autres. On veut transformer des éléments à vie longue en éléments à vie courte, ou carrément en éléments stables. Pas faire l’inverse !

On ne peut donc pas arroser de neutrons toute la soupe de déchets, ça serait nettement contre-productif.
Et séparer les éléments… On le fait déjà pour le plutonium, encore une fois, mais aller plus loin, c’est un procédé chimique et nucléaire lourd, donc risqué et coûteux. La balance bénéfice/risque est à regarder de près ! Si l’on fait ça, on constate que « les gains espérérés pour le stockage géologique consistent en une réduction de l’inventaire et de la nocivité des déchets et en une baisse de leur puissance thermique ».

Voilà… Dans le meilleur des cas, on espère avoir des gains sur le stockage, pas s’en dispenser. Donc pas une alternative au stockage géologique.

Bon, on va quand même prendre un moment pour parler de ce qu’on peut espérer séparer du reste.

Côté éléments lourds, d’abord (ou « actinides »).
Le plutonium on sait déjà faire, et le neptunium, on pourrait assez facilement avec le procédé actuel.
Par contre, l’américium et le curium, c’est impossible. Il faudrait développer et mettre en oeuvre un procédé nouveau en aval du précédent. C’est à priori faisable (des procédés ont été développés en laboratoire), mais c’est une nouvelle étape de retraitement.

Côté éléments légers, les produits de fission, ils sont beaucoup trop variés pour espérer faire une séparation de chacun d’entre eux. Par contre, on peut cibler certains, particulièrement déplaisants.
C’est le cas du technétium (Tc), de l’iode (I), et du césium (Cs). Ils présentent chacun des isotopes avec des demi-vies assez longues, assez radiotoxiques, et en plus assez mobiles dans la roche (ils migrent facilement hors du stockage une fois relâchés).
Ils sont donc d’importants contributeurs à l’impact radiologique éventuel, à long terme, du stockage géologique. Bonne nouvelle, le procédé actuel pourrait extraire le Tc et l’I. Et des procédés existent en labo pour extraire le Cs.

Hélas, dans le cas de ce dernier, on a un gros souci : une extraction chimique nous conduit à extraire le césium 135, notre cible, ET le césium 133, présent dans les déchets mais stable.
Si on irradie l’un, on irradie l’autre. Et on peut se retrouver à stabiliser un élément radioactif, et rendre radioactif un élément stable… La boulette.
Il faudrait pouvoir donc séparer les deux isotopes l’un de l’autre, et là, qu’on se le dise… C’est foireux.

Pour l’iode, on a un souci moindre mais pas négligeable quand même : si on commençait à le séparer pour l’introduire dans des réacteurs pour l’irradier et le transmuter, on devrait gérer son côté très corrosif, problématique pour le combustible et donc, au final, pour la sûreté du réacteur dans lequel on l’enfourne. Un inconvénient de plus, mais qu’on peut continuer à étudier.

Côté Tc, notre gros souci réside dans le « rendement de transmutation » : si on en fourre dans le réacteur, on va en transmuter, mais on va aussi en produire. Et on n’en détruit pas beaucoup plus qu’on en produit… Donc il faudrait continuellement recycler le Tc.
Et ainsi, pour réduire d’un facteur 10 l’inventaire en Tc à stocker, ce sont plusieurs siècles de réacteurs qu’il faudrait faire tourner de la sorte.

C’est une problématique assez typique de la transmutation. Si on se mettait à compter dessus pour réduire les déchets, il faudrait, pour pas mal d’éléments, faire de très nombreux passages en réacteurs, donc partir sur de très longues durées d’exploitation du nucléaire.

Compter là-dessus engage donc peut-être un peu trop fortement les générations futures. En plus ça nous obligerait à faire du nucléaire… Au nom de la gestion des déchets nucléaires. Ce serait presque tautologique ?

Vous l’avez compris, la transmutation a des avantages mais aussi des limites et, dans tous les cas, ce n’est pas une solution de gestion des déchets à part entière. Plutôt un complément éventuel à une autre solution.

Je n’ai pas d’avis très tranché, personnellement, sur la question… Forcément, tout technonucléocrate astroturfeur que je suis, je ne peux qu’être séduit par l’idée de voir l’industrie innover, développer de nouveaux procédés, et réduire les arguments sur les déchets ^_^. Mais je ne suis pas du tout convaincu, compte tenu de la complexité des procédés de séparation-transmutation, et des risques induits, comparé aux infimes risques des déchets en l’état actuel, par la balance bénéfice/risque. À voir.

Ce dont je n’ai pas trop parlé, encore, c’est, après séparation, comment on transmute ? Je l’ai évoqué, on peut fourrer les matières en réacteur pour les irradier dans le flux énorme de neutrons qu’on a dans un réacteur nucléaire en fonctionnement. Okay. Typiquement, il faut des neutrons rapides, pour pouvoir fissionner tous les actinides. Nos réacteurs à neutrons lents (ou thermiques) sont pas terrib’ à ce niveau, les neutrons passent au travers, ou sont absorbés sans induire de fission. Et dans ce cas là, on risque de créer plus d’actinides qu’on en consomme.
Faut des neutrons rapides. Donc des réacteurs type Phénix/Superphénix/BN-600/BN-800, réacteurs refroidis au métal liquide (sodium mais pourquoi pas aussi plomb) ou éventuellement au gaz à haute température.

Ou alors des modèles plus exotiques, type sels fondus, ou encore des réacteurs sous-critique, et on va dire un mot ou deux de ces derniers.

Ce sont des réacteurs qui ne peuvent pas assurer une réaction en chaîne.
Dans un réacteur sous critique, pour entretenir les réactions nucléaires, il faut une source extérieure de neutrons. Classiquement, dans les réacteurs pilotés par accélérateurs (ADS) comme l’actuel projet belge MYRRHA, c’est un accélérateur de particules qui vient bombarder une cible (type plaque de plomb) avec des protons de haute énergie, et ça arrache des neutrons. Voilà notre source de neutrons d’appoint pour notre réacteur sous-critique à neutrons rapides pour la transmutation.
Voilà à quoi pourrait ressembler le réacteur belge MYRRHA, du @SCKCEN :

Et c’est dans ces réacteurs sous-critiques qu’interviennent les lasers de notre prix Nobel Gérard Mourou. Ils constitueraient, en induisant des fusions nucléaires, une autre façon de produire les neutrons pour un réacteur sous-critique.
Je ne vais pas pouvoir vous indiquer les avantages et les inconvénients par rapport à l’accélérateur de particules, admettons que c’est équivalent, voire mieux : il ne s’agit dans tous les cas que d’une alternative aux ADS, qui sont eux-mêmes une alternatives aux réacteurs à neutrons rapides, qui ne sont qu’une façon de transmuter certains éléments après les avoir séparés.

Mais tout ce que j’ai dit sur les difficultés de la séparation, et sur le fait que la transmutation n’était pas une solution à part entière, demeure vrai. Désolé de casser le délire : Mourou n’est pas parti pour changer le paradigme sur les déchets nucléaires.
La séparation-transmutation était un moyen de gestion bien identifié depuis longtemps, et il ne propose qu’une nouvelle voie technologique pour une des étapes du procédé, hélas probablement celle qui posait le moins de difficultés.

Pour en savoir plus sur les détails de la transmutation en réacteur sous-critique et l’apport des lasers dans ce domaine, je vous renvoie encore une fois vers @Astrochnis 😉

Concluons… La séparation-transmutation n’est pas une alternative au stockage géologique, ça a été acté dans les années 2010 après avoir été envisagé dans les années 90. Et cette conclusion n’est pas remise en cause à ce jour.

Un poil décevant, pas vrai ? Hélas, ce qui a des airs de science-fiction a certaines chances de réellement en être.

Prochain article, le stockage sous-marin !