LE RECYCLAGE LABORIEUX DES COMBUSTIBLES USÉS, L’AUTRE GRANDE FAILLE DU NUCLÉAIRE FRANÇAIS

Le problème de corrosion du parc nucléaire et le retard considérable du chantier de l’EPR de Flamanville ne sont pas les seuls points faibles de l’atome civil français. La filière dédiée à la gestion des combustibles usés est, elle aussi, très fragilisée. Chaque année, la quantité de combustibles usés envoyée dans les piscines d’Orano à La Hague est plus importante que la capacité industrielle de retraitement. Résultat, la capacité d’entreposage tant à diminuer et la saturation des piscines pourrait survenir dès 2028. Or, si les installations d’entreposage sont saturées, il n’est plus possible de faire fonctionner les réacteurs. En parallèle, le projet de piscine XXL d’EDF suscite de fortes oppositions. Explications.

À l’approche d’un hiver extrêmement tendu sur le plan énergétique avec d’éventuelles coupures d’électricité à la clé, le problème de corrosion observé sur douze réacteurs nucléaires aujourd’hui à l’arrêt, la fermeture de la centrale de Fessenheim, jugée prématurée par certains, et la dizaine d’années de retard pris par le chantier de l’EPR de Flamanville catalysent depuis de longues semaines toutes les attentions. Au point d’éclipser totalement un autre problème majeur, beaucoup moins médiatisé certes, mais dont les conséquences, à moyen terme, pourraient être considérables pour le parc électronucléaire français : celui du recyclage des combustibles usés et de leur entreposage dans les piscines de La Hague, aujourd’hui proches du débordement.

Un dossier particulièrement épineux. Car, au-delà des questions évidentes de sûreté, c’est la production nucléaire qui est en jeu puisqu’un réacteur ne peut être chargé de combustibles que si son opérateur est certain de pouvoir le décharger… En d’autres termes, si les installations d’entreposage sont saturées, il n’est plus possible de faire fonctionner les réacteurs.

Peu connu du grand public, en raison certainement de sa technicité, le sujet est en revanche dans tous les esprits au sein de l’Autorité de sûreté du nucléaire (ASN), laquelle tire la sonnette d’alarme sur les piscines d’entreposage de combustibles usés d’Orano (ex Areva), situées à La Hague (Manche). Et pour cause : leur saturation pourrait survenir à l’horizon 2028-2029.

Dans une note publiée en mars dernier, le gendarme du nucléaire rappelle ainsi « sa préoccupation portant sur la saturation plus rapide que prévue des capacités d’entreposage de matières radioactives à La Hague ». Dans son dernier rapport annuel, publié en mai, l’ASN ne mâche pas non plus ses mots et fait état d’« une chaîne du combustible fragilisée, qui met le système électrique sous tension ». Cette fragilisation constitue même « un point d’attention stratégique majeur pour l’ASN », est-il écrit. Cette mise en garde ne date pas d’hier. « Dès 2018, l’ASN avait pointé ce risque de saturation dans son avis sur la cohérence du cycle du combustible », rappelle Igor Sguario, directeur adjoint à la direction des déchets, des installations de recherche et du cycle à l’ASN. En 2015, déjà, le gendarme demandait clairement à EDF et Orano (alors Areva) d’anticiper la saturation de ces entreposages ainsi que de définir « très rapidement une stratégie de gestion allant au-delà de 2030 ».

Politique de l’autruche

« Les pouvoirs publics s’en sont beaucoup détournés car, avec un horizon 2030, c’est un problème qui paraissait lointain. Et, personne n’en parlait. Mais c’est un sujet qui commence à revenir sur la table car les politiques s’intéressent de nouveau au nucléaire et que la relance [voulue par Emmanuel Macron avec la construction de six nouveaux EPR, voire 14 avec les exemplaires placés en option, ndlr] pose la question du long terme », observe Nicolas Goldberg, expert Énergie chez Colombus Consulting.

Pour mieux comprendre ce risque de saturation, il faut d’abord bien comprendre comment fonctionne ce que la filière nucléaire appelle « le cycle du combustible ». Pour produire de l’électricité, un réacteur nucléaire doit être chargé de combustibles à uranium enrichi (UOX). Pour cela, il faut d’abord extraire dans des mines de l’uranium naturel qui est ensuite enrichi. En France, environ 1.100 tonnes de combustibles à uranium enrichi (UOX) est chargé, chaque année, dans les 56 réacteurs que composent le parc. Ce combustible reste au cœur du réacteur dans lequel il est irradié pendant 12 à 18 mois, selon les types de réacteurs. Lorsqu’il est usé et qu’il n’est plus possible d’en tirer suffisamment d’énergie, il est retiré du réacteur et entreposé dans une piscine de refroidissement située au sein même de la centrale nucléaire. Au bout de quelques années, il est transféré dans l’une des quatre piscines d’entreposage de La Hague, appartenant à Orano. Il y restera quelques années supplémentaires. Ce n’est finalement que sept à dix ans après, quand il a suffisamment refroidi, que le combustible usé peut être retraité, afin qu’une partie soit recyclée.

« Dans les grandes lignes, le procédé de retraitement consiste à découper en tronçons les éléments combustibles, puis de mettre en solution la matière nucléaire contenue dans ces éléments. Des opérations permettent ensuite de séparer les matières valorisables, c’est-à-dire le plutonium et l’uranium, des résidus de la fission, que l’on considère comme des déchets », explique Stéphanie Gaiffe, directrice adjointe en charge des opérations de l’usine Orano de La Hague.

Une fois extrait, le plutonium, une substance très radioactive, est ensuite associé à de l’uranium appauvri pour fabriquer un combustible de recyclage : le combustible Mox. Chaque année, Orano extrait environ 10 tonnes de plutonium en vue de fabriquer, théoriquement, 100 tonnes de combustible Mox. Celui-ci est réintroduit dans certains réacteurs nucléaires d’EDF pour produire de l’électricité. Une fois usé, il est de nouveau entreposé dans la piscine du réacteur avant d’être transféré dans les piscines de La Hague.

Un « cycle du combustible » déséquilibré

En revanche, ce combustible Mox usé ne peut pas être recyclé une nouvelle fois car il n’existe pas, aujourd’hui, de procédé industriel à grande échelle pour réaliser cette opération. Il reste donc entreposé dans les piscines d’Orano pour une durée indéterminée, en attente d’une décision sur son retraitement, ou non, à un horizon beaucoup plus lointain. Par conséquent, « chaque année, Orano accumule environ 100 tonnes de combustibles Mox usés dans ses piscines d’entreposage », explique Igor Le Bars, directeur de l’expertise de sûreté de l’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN), appui technique de l’ASN. Ainsi, aujourd’hui, quelque 2 500 tonnes de combustibles Mox usés sont entreposées dans les piscines d’Orano.

Mais dans la pratique l’usine Melox d’Orano, située à Marcoule dans le Gard et chargée de fabriquer ce combustible Mox, rencontre depuis plusieurs années des dysfonctionnements qui déséquilibrent « ce cycle du combustible » et accélère notamment le rythme d’entreposage de combustibles nucléaires usés, au-delà du reliquat de 100 tonnes de combustibles Mox accumulé chaque année.

En effet, si la production de combustibles Mox diminue, mécaniquement le niveau de d’entreposage en piscine augmente.

« Pour faire un combustible Mox, il faut retraiter neuf combustibles UOX usés. Si Orano ne produit pas de combustible Mox, il ne va pas traiter ces combustibles usés et les laisser dans la piscine. Donc si la production de Mox descend, cela conduit à laisser beaucoup plus de combustibles en piscine et donc à augmenter leur encombrement », expose Igor Le Bars.

Dysfonctionnements à répétition dans l’usine de Melox

Très concrètement, à partir de 2015, l’usine Melox d’Orano a fait face à des difficultés de procédés industriels qui ont provoqué une nette augmentation du volume de rebuts, c’est-à-dire des poudres et des pastilles de combustibles Mox ratées. Celui-ci a été « multiplié par deux, voire trois », reconnaît-on chez l’industriel.

« Pour fabriquer du combustible Mox, l’exploitant du plutonium sous forme d’oxyde, qui prend la forme d’une poudre noire, à de l’uranium appauvri, également sous forme d’oxyde (UO2), qui prend aussi la forme d’une poudre noire. C’est un procédé très sensible et pour la poudre UO2, Orano avait mis au point un procédé d’élaboration par voie humide », détaille Igor Le Bars.

Or, en 2015, l’usine de Melox a été contrainte d’arrêter de se fournir auprès de son usine de Pierrelatte (Drôme), qui a fermé en raison de son ancienneté. Orano a basculé vers une autre poudre, produite dans l’une de ses usines situées en Allemagne, à partir d’un procédé différent, dit par voie sèche. « L’uranium ne passait plus par une phase liquide, cela donnait de la poudre avec une taille de grains beaucoup plus fine qui, par exemple, facilite la formation d’amas de plutonium. L’exploitant n’arrivait plus à obtenir l’homogénéité du mélange nécessaire », précise encore Igor Le Bars.

Résultat, ce volume inattendu de rebuts à augmenté le besoin d’entreposage de plutonium à la Hague. En effet, ces poudres et pastilles non conformes doivent être conditionnées puis envoyées vers l’usine du Cotentin pour être entreposées.

« Cette situation, qui perdure depuis plusieurs années, a conduit à un engorgement non anticipé des lieux d’entreposage spécifiques de plutonium dans l’usine de la Hague », pointe ainsi une note du Haut comité pour la transparence et l’information sur la sécurité nucléaire (HCTISN).

Pour y faire face, Orano doit donc très rapidement étendre ses capacités d’entreposage dédiées. « Nous disposons de locaux disponibles qui peuvent être aménagés », veut rassurer l’industriel. Un dossier en ce sens a été déposé auprès de l’ASN en mai dernier, pour une mise en œuvre visée en 2023. Au total, 1 300 emplacements supplémentaires pour les rebuts Mox sont prévus sur le site de La Hague. « En l’absence de telles augmentations de capacités d’entreposage, une adaptation à la baisse du traitement serait nécessaire, ce qui accélérerait l’encombrement des piscines d’entreposage de combustibles usés », prévient toutefois le gendarme du nucléaire, qui instruit actuellement cette demande d’extension.

L’horizon pourrait toutefois s’éclaircir pour Orano qui voit progressivement le volume de rebuts diminuer. Pour surmonter cet écueil, le groupe a, en effet, changé de fournisseur et travaille désormais avec une usine de l’américain Westinghouse, située en Suède, qui utilise également un procédé par voie humide. Le basculement a eu lieu début 2022 et le niveau de rebuts a sensiblement baissé mais la production de combustibles Mox reste significativement inférieure à la normale en raison des nombreux réglages à effectuer, ce procédé étant extrêmement sensible.

« Aujourd’hui, tout semble indiquer un redressement », affirme, confiante, Stéphanie Gaiffe. Fin août 2022, la production de Melox s’est établie à 50 tonnes, ce qui correspond, peu ou prou, à la production de toute l’année 2021. Le groupe vise ainsi 70 tonnes pour l’année 2022. Un niveau qui reste cependant très loin des meilleurs crus où la production a pu atteindre 125 tonnes par an. « Le site va investir plus de 80 millions d’euros d’ici 2025 pour améliorer la production, la maintenance et la formation des équipes à Melox. L’objectif est de remonter l’usine à un niveau stable de 100 tonnes par an, en 2025 », précise Orano. L’ex-Areva entend aussi réinternaliser la production de la poudre d’UO2 grâce à la construction d’un nouvel atelier sur son site de Malvési, près de Narbonne (Aude). Celui-ci devrait être opérationnel dès l’année prochaine. Coût de l’investissement : 70 millions d’euros.

Problèmes de corrosion à La Hague

Reste que le cas Melox n’est pas la seule épine dans le pied d’Orano. Sur son site de La Hague, les six évaporateurs des deux usines de retraitement connaissent des phénomènes de corrosion importants et leur remplacement, qui a nécessité un investissement de 700 millions d’euros, est imminent. « Lors du contrôle effectué en 2010, les épaisseurs corrodées de ces équipements étaient supérieures à ce qui était attendu. Ceci a conduit Orano à décider, en 2015, un projet de remplacement de ses équipements », retrace Igor Le Bars. L’industriel a donc construit de nouveaux équipements en parallèle des existants.

Le basculement des uns aux autres nécessite toutefois un long arrêt. « Chacune des deux usines devra s’arrêter respectivement pendant, a priori, six mois car les solutions de ces équipements sont extrêmement radioactives. Les évaporateurs doivent notamment être installés dans de grands bunkers en béton armé. Cela se traduira temporairement par une diminution des capacités de retraitement », explique Igor Le Bars. Ce qui contribuera à augmenter le niveau d’entreposage de combustibles dans les piscines. Les opérations de basculement ont débuté le 29 août dernier pour l’usine UP3 et elles commenceront en 2024 pour la seconde usine UP2. Par ailleurs, le plus corrodé des trois évaporateurs de l’usine UP3 a déjà été définitivement arrêté. Cet atelier de retraitement fonctionne donc aux deux tiers de sa capacité depuis plusieurs mois.

Ces arrêts programmés de longue date sont d’autant plus sensibles que les marges d’entreposage dans les quatre piscines de La Hague sont actuellement très faibles.

« Aujourd’hui, environ 10 000 tonnes de combustibles sont entreposées sur une capacité opérationnelle totale de 14 000 tonnes. Mais en réalité, cette capacité est légèrement inférieure car il y a besoin d’espace pour manipuler les combustibles. Grosso modo, on a 1 000 tonnes de marge de manœuvre », rapporte une source proche du dossier.

Saturation des piscines d’Orano prévue avant 2030…

Initialement, le niveau de saturation devait être atteint aux alentours de 2030, mais compte tenu des difficultés rencontrées par la filière du combustible cette échéance pourrait être avancée à 2028. Pour remédier à cette insuffisance, EDF a lancé dès 2017 le projet d’une vaste piscine centralisée dédiée à l’entreposage de longue durée de combustibles Mox usés, dont le recyclage à l’échelle industrielle n’est pas envisagé avant 2040. Capacité visée de cette nouvelle piscine : 6.500 tonnes, soit environ 13 000 assemblages. Mais comme de nombreux chantiers menés par l’électricien, celui-ci a pris du retard et la piscine ne devrait être disponible qu’en 2034… si le nouveau calendrier est bien respecté.

Six années séparent donc la date à laquelle les piscines d’Orano devraient atteindre leur capacité de stockage maximale et la mise en service de la nouvelle piscine d’EDF. Pour faire cette grande jonction, le gendarme du nucléaire a demandé à EDF et Orano de mettre au point des « parades ». Trois ont été présentées. La première propose de densifier les piscines actuelles de La Hague. « Ce projet consiste à réduire les sections des paniers dans lesquels sont entreposés les éléments combustibles et à resserrer les paniers entre eux. Cela nous permettra d’accroître d’un facteur de 30% les capacités de stockage de trois piscines », expose Stéphanie Gaiffe. Orano vise une « réalité industrielle » pour 2024.

La deuxième parade repose sur l’entreposage à sec. « Sur ce point, les échanges techniques ne font que débuter et il est encore très difficile de se prononcer », indique Igor Sguario de l’ASN. Orano espère, quant à lui, une mise en service en 2029. Cette option ne peut constituer qu’une solution temporaire et non pérenne, estime toutefois le gendarme du nucléaire, l’entreposage en piscine étant jugé plus sûr.

La troisième et dernière parade est la plus incertaine quant à sa faisabilité. Elle consiste à augmenter la quantité de combustibles Mox utilisés dans les 22 réacteurs qui en reçoivent aujourd’hui.

« Chaque année, 12 nouveaux assemblages Mox sont introduits dans un réacteur moxé, le projet consiste à en introduire 16. Or, plus il y a besoin de Mox, plus il y a besoin de plutonium, donc de retraitement et plus les piscines se vident, déroule Igor Le Bars. Cette parade a quand même un gros inconvénient car elle sous-entend que l’usine Melox est capable de produire suffisamment de combustibles Mox, or aujourd’hui son niveau de production est encore très bas », pointe-t-il.

Nouvelle piscine d’EDF attendue, au plus tôt, pour 2034

Quant au projet de piscine d’entreposage géante d’EDF, sera-t-il bien au rendez-vous de 2034 ? La question se pose tant celui-ci suscite de vives oppositions. « Les anti-nucléaires sont vent debout contre ce projet car il projette l’engagement de la France dans le nucléaire sur du très long terme », souligne Nicolas Goldberg. De fait, cette installation, qui pourrait être complétée d’un second bassin équivalent, est envisagée pour être exploitée pendant une centaine d’années. Sur place, certains riverains craignent ainsi que la future piscine d’EDF se transforme en outil de stockage définitif et non d’entreposage temporaire.

« On a déjà donné pour le nucléaire, c’est trop. Il y a déjà beaucoup de déchets vitrifiés à La Hague, en attente de partir éventuellement à Bure (Meuse) pour un stockage définitif. Il y a aussi les rebuts Mox qui arrivent de Melox. Ça déborde. Les gens ne veulent pas devenir la poubelle mondiale du nucléaire », s’agace Guy Vastel, membre du collectif Piscine nucléaire stop.

Plus globalement, les opposants dénoncent « un débat biaisé par la communication d’Orano et d’EDF qui prend le dessus ». Ils regrettent également que le stockage à sec des combustibles ne soit pas, pour l’heure, envisagé comme une solution pérenne à l’image des pratiques américaines. « On en parle très peu alors qu’on sait qu’Orano fait des conteneurs qu’il vend aux Américains pour du stockage à sec. C’est possible de le faire », avance Guy Vastel. Cette piste soulèverait toutefois une question majeure : celle de la poursuite, ou non, du recyclage des combustibles usés. En effet, l’IRSN ne sait pas encore si un retraitement est possible après un entreposage à sec. « Ce n’est pas rédhibitoire, mais le retraitement n’est pas, à ce stade, acquis », reconnaît Igor Le Bars.

« Ce que l’on a constaté c’est qu’il y avait beaucoup de suspicions dans tout ce que pouvait dire le porteur de projet [EDF,ndlr] », rapporte Jean-Daniel Vazelle, l’un des deux garants de la concertation préalable, désignés par la Commission nationale du débat public (CNDP).

Restaurer la confiance… et tenir le calendrier

Après des débats houleux, qui ont conduit à la suspension de la concertation pendant plusieurs semaines, les deux garants ont publié leur bilan dans lequel ils préconisent à EDF « la recherche d’un dialogue constant tant avec les élus qu’avec le public et le collectif Piscine nucléaire stop, pour favoriser un débat ouvert, de manière à installer un niveau de confiance entre les parties concernées ».

EDF n’a plus que quelques jours pour réagir à ce bilan, sa réponse étant attendue avant le 8 octobre. Selon le calendrier actuel, l’électricien prévoit de déposer sa demande d’autorisation de création (DAC) à la fin de l’année 2023 et débuter le chantier en 2027. Celui-ci démarrera-t-il à temps ? « Moi, je ne prends plus de paris sur les délais », répond en souriant Jean-Daniel Vazelle. Celui-ci n’exclut pas la possibilité de recours administratifs contre le décret d’autorisation de création. «Seront-ils suspensifs ? », s’interroge-t-il. Par ailleurs, le  « manque de bras » qu’a récemment regretté Jean-Bernard Lévy, PDG d’EDF qui va céder sa place à Luc Rémont, lors de son intervention au Medef  pourrait aussi chambouler le calendrier. « La question des ressources humaines est un point d’attention. Cette tension est un vrai sujet », reconnaît Igor Le Bars. De son côté, l’ASN précise tenir « plusieurs réunions tous les trimestres pour vérifier l’avancement du projet ». Aucun doute, le dossier est surveillé comme du lait sur le feu et sera l’un des grands défis du nouveau patron d’EDF.

Par Juliette Raynal, publié le 6 octobre 2022 à 14h16

Photo en titre : Crédits : JEAN-PAUL PELISSIER

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