L’abc des déchets radioactifs

Origine et classification des déchets radioactifs en Belgique – A, B et C

Les déchets radioactifs proviennent de la production d’électricité dans les centrales nucléaires, mais aussi de l’utilisation de substances radioactives dans les hôpitaux, l’agriculture, l’industrie et la recherche scientifique. Ces déchets contiennent des substances qui émettent un rayonnement ‘ionisant’: un rayonnement qui est nocif pour tous les êtres vivants, y compris donc pour les humains et pour leur environnement écologique, bref pour toute la biosphère.

La radioactivité diminue certes avec le temps et la source de rayonnement radioactif finit par ne plus être nocive. Mais pour certaines substances, ce processus peut prendre beaucoup de temps, et même jusqu’à des centaines de milliers d’années.

Les déchets radioactifs se composent de toutes sortes de matières, depuis du combustible nucléaire usé provenant des centrales nucléaires jusqu’à des outils, appareils, conduites et aiguilles hypodermiques en passant par des vêtements de protection qui ont été contaminés et qui ne peuvent pas être réutilisés. 

En fonction de la durée pendant laquelle les déchets émettent des rayonnements ionisants ainsi que de l’intensité et de la nature de ces rayonnements, les déchets radioactifs sont classés en Belgique en trois catégories.

Catégorie A – Déchets de faible ou moyenne activité et de courte durée de vie 

• Les déchets radioactifs de la catégorie A ont une durée de demi-vie (c’est la durée pendant laquelle une substance radioactive n’émet plus que la moitié de son rayonnement) de 30 ans ou moins. Il suffit de les isoler de l’homme et de l’environnement pendant environ 300 ans. Après cela, la quantité de rayonnement ionisant émise par ces déchets est réduite d’un facteur 1.000 (2¹⁰) et est inférieure au niveau de rayonnement naturel. 
• Ce type de déchets se compose de matières qui sont entrées en contact avec des substances radioactives. Par exemple des filtres, des résines, des pièces d’équipements de protection (vêtements, gants,...), du papier, des déchets biologiques, du béton activé, des résidus du traitement des eaux usées dans les centrales nucléaires ou encore des déchets provenant du démantèlement d’installations nucléaires.
• 60% de ces déchets proviennent de l’industrie nucléaire, 36% de la démolition d’installations nucléaires (ce qu’on appelle le ‘passif nucléaire’), 4% du secteur universitaire et médical.
• Il s’agit d’un volume total avant stockage estimé à 148.000 m³. Il se compose en partie des fûts contenant les déchets traités et en partie des conteneurs (‘monolithes’) dans lesquels les fûts sont placés pour être stockés. Il s’agit donc d’un volume dit ‘externe’. 
• 148.000 m³, cela équivaut à la superficie d’un terrain de football sur lequel les déchets et les conteneurs sont empilés sur une hauteur de 21 mètres. Ou encore, cela correspond au volume de 40 piscines olympiques.
• La destination finale choisie pour ces déchets est un ‘stockage en surface’ dans la commune de Dessel.
• Les déchets de catégorie A ne relèvent pas de ce débat sociétal.

Catégorie B – Déchets de faible ou moyenne activité et de longue durée de vie

• Les déchets radioactifs de catégorie B sont des déchets de faible ou moyenne activité et de longue durée de demi-vie (plus de 30 ans). Il faut donc beaucoup de temps pour que ces déchets n’émettent plus de rayonnement ionisant supérieur au niveau de rayonnement naturel. Ces déchets n’émettent pas de chaleur.
• Les déchets de catégorie B sont principalement issus du démantèlement d’installations nucléaires (79%) ainsi que du retraitement de combustible usé de réacteurs nucléaires et de certains composants de combustibles usés qui n’émettent pas de chaleur (20% au total). Une très petite partie  (1%) provient d’hôpitaux, de laboratoires de recherche et d’applications industrielles.

Catégorie C – Déchets de haute activité et de durée de vie courte et longue

• Les déchets radioactifs de catégorie C regroupent tous ceux qui émettent de grandes quantités de rayonnements ionisants. Ce sont des substances radioactives à durée de vie aussi bien courte que longue. En raison de leur activité élevée, ces déchets émettent de la chaleur.
• Les déchets de haute activité se composent entre autres de déchets issus du retraitement des crayons de combustible usé provenant des centrales nucléaires. Les éléments combustibles utilisés comme carburant dans les réacteurs nucléaires et catalogués comme déchets font aussi partie de la catégorie des déchets de haute activité. 
• 99% de ces déchets proviennent de centrales nucléaires et d’industries connexes.
• Entre-temps, il a été décidé que les stocks actuels de combustible nucléaire usé ne seraient pas retraités (recyclés), mais qu'ils seraient catalogués dans leur intégralité comme des déchets radioactifs de type C.

Les déchets des catégories C et B sont aussi appelés déchets de haute activité et/ou de longue durée de vie. 

L’ONDRAF établit régulièrement un inventaire des quantités de déchets de haute activité et de longue durée de vie existants et prévus. Ces quantités englobent tous les déchets de haute activité et de longue durée de vie depuis le début de l’utilisation des applications nucléaires et de l’énergie nucléaire en Belgique, y compris jusqu’au démantèlement de toutes les installations nucléaires existantes. Cependant, les estimations faites (jusqu’ici) ne tiennent pas encore compte d’une prolongation éventuelle de la durée de vie des centrales.

En février 2023, l’ONDRAF a évalué le volume combiné des déchets B et C à environ 12.300 m³, dont environ trois quarts de déchets B et un quart de déchets C. Mais contrairement à l’estimation de voIume pour les déchets de catégorie A, il ne s’agit que des ‘colis’ de déchets traités, sans compter l’emballage final dans lequel ils sont placés.

12.300 m³ équivalent à la surface d’un terrain de football sur lequel les déchets (sans leur emballage) sont empilés sur une hauteur d’environ 1,7 mètre. C’est aussi l’équivalent de trois à quatre piscines olympiques.

Les déchets radioactifs de catégorie A représentent plus de 80% du volume total des déchets radioactifs, mais moins de 0,5% de la radioactivité totale. Les déchets de catégorie B et C représentent moins de 20 % du volume total des déchets, mais respectivement environ 2 % et près de 98 % de la radioactivité totale. 

Quelques points d’attention

• Ce débat sociétal concerne exclusivement les déchets des catégories B et C, c’est-à-dire de haute activité et de longue durée de vie. Pour la gestion définitive des déchets de catégorie A, il a déjà été décidé d’opter pour un  stockage en surface sur le territoire de la commune de Dessel, dans la province d’Anvers. Ce débat sociétal ne porte pas non plus sur les déchets radifères (contenant du radium) produits par Umicore à Olen, à moins qu’en raison d’une radioactivité trop élevée une partie de ces déchets ne doive être stockée avec les déchets de haute activité et de longue durée de vie.
• Ces volumes de déchets ne tiennent pas compte d’une prolongation éventuelle de la durée de vie des centrales nucléaires actuelles. Les volumes avant stockage augmenteront aussi sous l’effet des emballages de protection supplémentaires qui seront placés. Mais on ne pourra évaluer correctement la nature et le volume de ces emballages qu’une fois que la décision de principe sur la destination finale de ces déchets aura été prise. 

Six étapes pour la gestion des déchets radioactifs – de la source à la destination finale

En tant qu’organisme public créé par la loi pour gérer les déchets radioactifs et les matières fissiles excédentaires en Belgique, l’ONDRAF a développé un système de gestion pour tous les déchets radioactifs en Belgique. En plus de concepts de gestion à long terme, cette gestion comprend aussi une série de mesures et de phases techniques pour la gestion à court et moyen terme. Cette gestion vise à transformer les déchets radioactifs bruts en un produit stable pour leur entreposage temporaire, dans l’attente d’une destination finale.

Le volume des déchets à la source est tout d’abord réduit autant que possible. Les déchets qui sont malgré tout produits sont traités et confinés sous une forme stable, puis placés dans un fût à déchets. On parle alors de ‘déchets conditionnés’. En fonction de l’intensité et de la nature du rayonnement, les déchets sont ensuite entreposés temporairement dans des bâtiments adaptés sur le site de Belgoprocess à Dessel.

Le combustible usé des centrales nucléaires est temporairement entreposé sur les sites des centrales elles-mêmes (Doel et Tihange). L’objectif serait de cataloguer aussi le combustible usé comme déchet radioactif.

Tous ces bâtiments d’entreposage temporaire ont une durée de vie limitée, de l’ordre de cent ans. Les déchets et le combustible y attendent leur destination définitive.

Quels sont les risques inhérents aux déchets radioactifs ?

Les risques liés aux déchets radioactifs sont similaires à ceux des autres substances radioactives. Il est donc important que les déchets radioactifs soient gérés avec soin afin de réduire les risques pour la santé publique et pour l'environnement. Certaines catégories de déchets radioactifs émettent de grandes quantités de rayonnements riches en énergie et peuvent conserver très longtemps (jusqu'à un million d'années) leur radioactivité avant que celle-ci ne s’éteigne et qu’ils perdent leur radiotoxicité. 

L’impact de la radioactivité des déchets des centrales nucléaires, par exemple, se manifeste à trois niveaux :

• au niveau radiotoxique : le plutonium et d’autres ‘transuraniens’, comme on les appelle, contribuent dans une large mesure à la radiotoxicité des déchets. En cas de contact direct des radionucléides avec la biosphère, ils peuvent facilement être absorbés par des organismes. Cela peut se produire lors d’un accident durant la manutention ou du transport des déchets, mais aussi suite à l’intrusion dans le système de stockage après sa fermeture. 
• au niveau du risque radiologique : le risque radiologique dépend essentiellement d’un nombre limité de produits de fission et d’activation à longue demi-vie et dont la mobilité dans le système de stockage est relativement élevée (on peut citer, par exemple : Se-79, I-129, Tc-99, Cl-36, C-14).
• au niveau thermique : le dégagement de chaleur des déchets, qui est limité dans le temps, résulte de la contribution, d’une part, d’un nombre réduit de produits de fission (essentiellement Cs-137 et Sr-90 et leurs produits de décroissance) et, d’autre part, du plutonium, de l’américium et du  curium présents

Les déchets radioactifs doivent être gérés de la même façon que toute autre matière radioactive. Des mesures spécifiques doivent éviter que des travailleurs ou le public soient exposés à des niveaux élevés de rayonnement ou de contamination pendant le tri, le traitement, le transport et le stockage des déchets radioactifs. 

À cet égard, les principes directeurs pour une gestion sûre des déchets radioactifs sont ceux qui sont  définis dans la ‘Convention commune’ de l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA) et dans la directive 2011/70/Euratom du Conseil de l'Union européenne. 

Ces principes doivent ‘faire en sorte qu’à tous les stades de la gestion […] des déchets radioactifs il existe des défenses efficaces contre les risques potentiels afin que les individus, la société et l’environnement soient protégés, aujourd’hui et à l’avenir, contre les effets nocifs des rayonnements ionisants’. 

La gestion à long terme des déchets radioactifs peut également comporter des risques, pour l'homme et l'environnement, que nous devons minimiser.

Un cas à part : les déchets radifères d’Umicore à Olen 

Entre 1922 et 1977, l’ancienne Union Minière (devenue depuis 2001 Umicore) a exploité une usine de radium et d’uranium à Olen. Cette usine a ensuite été démantelée. Cependant, l’exploitation et le démantèlement ont entraîné des contaminations au radium radioactif sur les terrains d’Umicore à Olen et dans les environs. 

Il s’agit de trois installations d’entreposage (temporaire) autorisées (les installations UMTRAP, Bankloop et LRA) et de deux décharges contaminées au radium : la décharge D1, située en dehors du site d’Umicore à Olen, et la décharge S1, également connue sous le nom de ‘Bruine Berg’. 

Entre-temps, les contaminations radioactives ont été cartographiées avec précision et les conséquences pour l'homme et l'environnement ont été évaluées. En concertation avec Umicore et l’OVAM (l'Agence publique flamande en charge des déchets), l'AFCN et l'ONDRAF ont élaboré et proposé en 2020 une approche globale de la contamination dans un document de vision.

L’ONDRAF proposera une Mesure politique nationale spéciale, prévoyant une installation de stockage spécifique et adéquate, pour la gestion à long terme des déchets radifères. La partie des déchets radifères qui ne pourra pas être acceptée dans cette installation spécifique (en raison d’une radioactivité trop élevée) sera enfouie en profondeur avec les déchets de haute activité et de longue durée de vie.

Sources :

ONDRAF. Qu'est-ce qu'un déchet radioactif

ONDRAF. Sortes de dechets radioactifs

ONDRAF. La gestion des déchets aujourd'hui et à long terme

SPF Economie, PME, Classes moyennes et Energie. Information générale sur le cycle du combustible nucléaire belge. Partie 1.

International Atomic Energy Agency, Joint Convention on the Safety of Spent Fuel Management and on the Safety of Radioactive Waste Management, INFCIRC/546, 24 December 1997

Directive 2011/70/Euratom du Conseil du 19 juillet 2011 établissant un cadre communautaire pour la gestion responsable et sûre du combustible usé et des déchets radioactifs.

ONDRAF. Déchets radifères

Document de vision AFCN-ONDRAF: Umicore Olen.