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1 - FONCTIONS À SATISFAIRE, CONTRAINTES

2 - DÉFINITION TECHNIQUE DES CONTENEURS

3 - TECHNIQUES DE FABRICATION ET DE CONTRÔLE

4 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : BN3669 v1

Définition technique des conteneurs
Conteneurs pour le stockage des déchets HA et MAVL

Auteur(s) : Jean-Michel HOORELBEKE

Date de publication : 10 juil. 2009

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INTRODUCTION

Les déchets radioactifs de haute activité (HA) et de moyenne activité à vie longue (MAVL) de l'industrie électronucléaire française et des activités du Commissariat à l'énergie atomique sont entreposés sur les sites où ces déchets ont été produits ou regroupés (voir la classification des déchets présentée dans l'article [BN 3 660] ). Une partie se trouve sous forme conditionnée, constituant des « colis de déchets primaires ». D'autres déchets produits sont à conditionner.

Le stockage réversible en formation géologique profonde

La loi de programme no 2006-739 du 28 juin 2006 définit les modalités de la gestion durable de ces déchets, qui ne peuvent pas être stockés pour des raisons de sûreté ou de radioprotection en surface ou à faible profondeur : après entreposage, ils seront stockés en formation géologique profonde, selon le principe de réversibilité. La durée de la réversibilité ne pourra pas être inférieure à cent années. La mise en service d'un centre de stockage géologique profond réversible est prévue à l'horizon 2025. Les étapes conduisant à cette mise en service comprennent l'instruction d'une demande d'autorisation de création en 2015, présentée par l'Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (Andra).

La loi stipule que seul un site ayant fait l'objet au préalable d'études au moyen d'un laboratoire souterrain pourra accueillir un tel stockage. L'Andra exploite un laboratoire de recherche souterrain sur la commune de Bure, à la limite entre les départements de la Meuse et de la Haute-Marne. Ce laboratoire permet de caractériser une zone géologique qui s'étend sur 250 km2. Les recherches menées depuis 1992 ont abouti, en 2005, à la remise d'un dossier concluant à la faisabilité de principe du stockage dans une couche argileuse (Callovo-Oxfordien) dans cette zone Conteneurs pour le stockage des déchets HA et MAVL[1]. C'est donc en son sein que l'implantation des installations souterraines d'un centre de stockage est étudiée.

La conception de conteneurs de stockage des déchets HA et MAVL

Le dossier remis par l'Andra en 2005 montre que les colis primaires produits à ce stade par les exploitants nucléaires (voir l'article [BN 3 668] ) ne peuvent généralement pas être mis en stockage en l'état. Pour répondre aux fonctionnalités du stockage, l'Andra a ainsi défini, de façon préliminaire, des « conteneurs de stockage » à l'intérieur desquels les colis primaires seront placés en vue d'être stockés, formant des « colis de stockage ». Si besoin, ces colis de stockage peuvent faire l'objet d'une phase d'entreposage avant leur stockage. Ensuite, ils pourraient encore être entreposés s'il était décidé de les retirer du stockage, en application du principe de réversibilité.

Les fonctions, spécifications, matériaux et dimensions des conteneurs de stockage sont spécifiques à chacune des deux catégories de déchets HA et MAVL, compte tenu de leurs différences de volumes et de contenus radio-logiques.

Les études de faisabilité se sont attachées à :

  • identifier les fonctions et performances attendues des conteneurs de stockage, en lien avec les autres composantes d'un centre de stockage ;

  • rechercher des matériaux susceptibles de répondre à ces besoins, en tenant compte d'études similaires menées dans d'autres pays ;

  • élaborer des premiers dimensionnements ;

  • vérifier la faisabilité de la fabrication de tels objets et leur aptitude à répondre aux principaux besoins.

Pour interdire l'arrivée d'eau sur les déchets HA vitrifiés pendant la période thermique, chaque colis primaire est placé dans un conteneur de stockage étanche durant cette période pluriséculaire. Ce « surconteneur » peut être constitué d'acier non allié, dimensionné de manière conservative vis-à-vis de la corrosion.

Pour les déchets MAVL, l'analyse des conditions d'exploitation du stockage conduit à regrouper des colis primaires dans un conteneur de stockage en béton parallélépipédique.

Les spécifications et la définition des conteneurs évoluent et se précisent progressivement avec la poursuite des études de conception et de sûreté du stockage. En 2015, la demande d'autorisation de création du centre de stockage décrit les installations projetées et en précise le domaine de fonctionnement au regard des objectifs de sûreté nucléaire Conteneurs pour le stockage des déchets HA et MAVL[2]. Des projets de spécifications d'acceptation des colis de déchets l'accompagnent.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bn3669


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2. Définition technique des conteneurs

2.1 Conteneurs de stockage de déchets HA

La solution présentée en 2005 pour évaluer la faisabilité du stockage géologique de déchets HA consiste en un surconteneur individuel en acier non allié de 55 mm d'épaisseur minimale (figure 5) Conteneurs pour le stockage des déchets HA et MAVL[4]. Ce conteneur est composé d'un corps et d'un couvercle constitués du même matériau. Après introduction du colis primaire dans le corps, le couvercle est soudé sur ce dernier en pleine épaisseur.

L'épaisseur du corps et du couvercle comprend une partie « consommable » correspondant à l'épaisseur d'acier affectée par la corrosion pendant la période thermique : cela recouvre une corrosion par piqûres intervenant pendant la phase aérée initiale du stockage et, surtout, une corrosion généralisée.

L'acier non allié constitue une option simple et robuste en l'état des connaissances. Cependant, d'autres familles de matériaux sont envisageables pour assurer la résistance du conteneur à la corrosion et aux contraintes mécaniques (par exemple une céramique). L'utilisation d'un matériau alternatif représente ainsi une possibilité d'évolution de la conception, mais nécessitera des actions spécifiques de recherche et développement.

La forme cylindrique du conteneur minimise les vides internes au colis de stockage, car elle épouse la forme du colis primaire. Des inserts remplissent les espaces résiduels.

Le conteneur est doté de patins en céramique, évitant un contact acier/acier avec le chemisage des alvéoles de stockage.

Le couvercle intègre un dispositif de préhension conçu notamment pour limiter les vides résiduels extérieurs au colis.

HAUT DE PAGE

2.1.1 Étanchéité pluriséculaire

HAUT DE PAGE

2.1.1.1 Matériau

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - GUILLAUMONT (R.) -   Déchets radioactifs  -  . [BN 3 660], Génie nucléaire (2001).

  • (2) - LEBON (P.), LANDAIS (P.) -   Étude du stockage souterrain des déchets en formation géologique profonde  -  . [BN 3 672] , Génie nucléaire (2009).

  • (3) - DEVEZEAUX (J.-G.) -   Entreposage des déchets et des combustibles usés  -  . [BN 3 668], Génie nucléaire (2010).

1 Sources bibliographiques

Évaluation de la faisabilité du stockage géologique en formation argileuse. - Dossier 2005 Argile (Synthèse), Andra, 241 p. (2005).

Guide de sûreté relatif au stockage définitif des déchets radioactifs en formation géologique profonde. - Autorité de sûreté nucléaire, 32 p. (2008).

Référentiel de connaissances et modèle d'inventaire des colis de déchets à haute activité et à vie longue. - Rapport no C.RP.AHVL.04.0006, Andra (2005).

Tome Architecture et gestion du stockage géologique. - Dossier Argile, Andra, 503 p. (2005).

Référentiel de comportement des colis de déchets à haute activité et à vie longue. - Rapport no C.RP.ASCM.04.0017, Andra (2005).

Project to Establish the Scientific and Technical Basis for HLW disposal in Japan. Second progress report on research and development for the geological disposal for HLW in Japan. - Report H12, JNC, Japon (2000).

Project Opalinus Clay – Safety Report – Demonstration of disposal feasibility for spent fuel, vitrified high-level waste and long-lived intermediate-level waste (Entsorgungsnachweis). - Technical report NTB 02-05, Nagra, Suisse (2002).

Status report, canister fabrication. - Technical Report TR-04-23, SKB, Suède (2004).

Référentiel des matériaux d'un stockage de déchets à haute activité et à vie longue. - Rapport no C.RP.ASCM.04.0015, Andra (2005).

FERON (D.) - CRUSSET (D.) - GRAS (J.-M.) - Corrosion issues in nuclear waste disposal. - J. of Nuclear Materials, 379, p. 16-23 (2008).

BELNET (F.) - GRAS (J.-M.) -...

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