Valorisation énergétique des déchets nucléaires de la filière nucléaire française

L’énergie nucléaire repose sur une formidable densité énergétique : la fission d’un seul gramme d’ ²³⁵ U libère environ 82 GJ de chaleur avec laquelle on va produire de l’électricité avec un rendement d’environ 33 % dans le cas d’un REP (réacteur à eau pressurisé). Un REP est un réacteur à neutrons lents (ou thermiques). Cette technologie représente, au niveau mondial, 67 % de l’ensemble des réacteurs à neutrons lents produisant de l’électricité. La matière première utilisée pour produire le combustible nécessaire au fonctionnement des REP est l’uranium naturel. La technologie des réacteurs à eau pressurisée nécessite d’utiliser de l’uranium légèrement enrichi en ²³⁵ U. En partant de l’uranium naturel, on va donc avoir, pour la préparation du combustible, une partie de l’uranium naturel qui sera appauvrie en ²³⁵ U et une petite partie enrichie. Par exemple, un REP de 900 MW consomme annuellement un peu plus de 20 tonnes d’uranium enrichi à 3,5 %. Pour obtenir cela, il faut partir de 150 à 200 tonnes d’uranium naturel.

On peut exploiter l’énergie nucléaire en cycle ouvert ou fermé :

• en cycle ouvert, le combustible n’est utilisé qu’une seule fois. Après qu’il a été consommé, il est considéré comme un déchet ;

• en cycle fermé, le combustible usé est retraité pour récupérer les matières valorisables (uranium et plutonium) qui pourront être utilisées pour fabriquer du MOX ( Mixed Oxide ) ou du combustible pour les réacteurs à neutrons rapides. La France utilise un cycle partiellement fermé dans lequel le combustible usé est retraité dans l’usine de La Hague pour séparer l’uranium du plutonium. Ce dernier sert à fabrique du combustible MOX. L’uranium de retraitement est parfois recyclé après réenrichissement. Le cycle ne serait un peu plus fermé que si l’on réalisait du multirecyclage.

Un déchet est toute substance solide, liquide ou gazeuse qui est produite ou laissée pour compte dans un processus et qui est inutilisable pour celui-ci. Prenons le cas des réacteurs à eau pressurisée. La matière première de départ est l’uranium naturel. À partir de ce dernier, on fabrique de l’uranium enrichi en ²³⁵ U. La fraction restante, qui est majoritaire, est de l’uranium appauvri que l’on peut considérer comme un déchet de la filière nucléaire actuelle. L’uranium enrichi permet de fabriquer le combustible nucléaire des réacteurs. Celui-ci est « brûlé » dans le cœur du réacteur. Lorsque l’on estime la combustion suffisante, il est considéré comme usé et est remplacé. En cycle...