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Cimentation des déchets nucléaires

Dossier - Traitement des déchets nucléaires : quel avenir ?
DossierClassé sous :physique , traitement déchet nucléaire , déchets nucléaire

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Les déchets de l’industrie nucléaire sont spécifiques à bien des égards : leur toxicité diminue avec le temps, et leur diversité nécessite des méthodes de conditionnement adaptées aux volumes et à leur nocivité. Par chance, les plus dangereux sont aussi les moins nombreux. Comme dans toute filière en essor, des procédés éprouvés sont mis en œuvre à l’échelle industrielle – c’est le cas de la vitrification, de la cimentation, du compactage et du bitumage - tandis que des recherches sont menées pour améliorer les performances des procédés actuels, et avec des échéances plus lointaines, résoudre des difficultés nécessitant des sauts technologiques majeurs, comme dans le cas de la transmutation des actinides par exemple.

  
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Voilà une autre technique très employée pour les déchets de moyenne activité contenant des éléments à vie longue.

Cette technique possède de nombreux points communs avec le bitumage. Elle est simple à mettre en œuvre, peu coûteuse et peu contraignante quant aux caractéristiques physiques et chimiques des déchets à intégrer. Ceci étant, par rapport au bitume, le ciment présente de réelles capacités de fixation chimique des radioéléments. En ce sens, il se distingue d'une simple matrice d'enrobage.

Lors de la prise du ciment, des composés nouveaux, issus de réactions chimiques entre les minéraux primaires apportés par le ciment et les constituants du déchet peuvent se former et piéger efficacement les radioéléments.

La technique utilisée ressemble à celle employée sur les chantiers de génie civil. Les déchets, le ciment et l'eau sont dosés séparément, introduits dans un malaxeur pour obtenir un produit, qui, une fois homogène, est coulé dans un conteneur. Ce dernier peut être en acier ou en béton. L'Andra estime à un peu plus de 30 000 le nombre de colis cimentés correspondant à 40 ans de fonctionnement des centrales.

Cimentation: précipitation centripète de ciment carbonaté fibreux dans une cavité d'un calcaire. Crédits : Université de Liège

Comme leurs homologues bitumés, les déchets cimentés ont fait l'objet d'études poussées pour évaluer leur stabilité à long terme. Cependant, contrairement aux autres matrices déjà présentées, le ciment est un matériau poreux. L'eau peut pénétrer au sein de la structure et provoquer des modifications internes de différentes natures. Des composés peuvent se dissoudre. D'autres en revanche peuvent se former et engendrer des contraintes mécaniques locales pouvant aller à terme jusqu'à la fissuration du matériau. Ce genre de phénomènes accélère à son tour les échanges avec le milieu extérieur. La dégradation des colis à base de ciments combine donc des phénomènes chimiques et mécaniques en inter-relation avec le transport des espèces dissoutes. Les mécanismes étant bien connus, il est possible de s'affranchir des phénomènes conduisant à une dégradation rapide des structures à base de ciment en utilisant des formulations adaptées.