Après avoir séjourné en piscine, les Assemblages Combustibles (AC) usés sont cisaillés avant d’être plongés dans de l’acide nitrique chargé de dissoudre la matière nucléaire. La solution de dissolution ainsi produite est envoyée vers les ateliers d’extraction/séparation. Les éléments de structures métalliques (tronçons de gaines et embouts d’assemblages) sont séparés et envoyés vers le compactage.
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tML
de combustible usé sont cisaillées chaque année à l’usine de la Hague (ordre de grandeur, cette valeur varie selon les années).
Le parc de réacteurs électrogènes français produit chaque année environ 1200 tML de combustibles usés :
- environ 1080 tML de combustible Uranium naturel enrichi (UNE) usé, retraité après son entreposage ;
- environ 120 tML de combustible Mélange d’oxydes (MOX) usé, non retraité actuellement. Des études sont menées afin de recycler ce type de combustible ;
- avec la reprise de son exploitation en 2024, un tonnage croissant de combustible d’Uranium de retraitement enrichi (URE) usé est à prévoir, qui vient remplacer du combustible UNE. Ce type de combustible n’est pas retraité actuellement.
Combustible usé par an produit par le parc électrogène français : 1200 tML
100%
Dont combustible UNE usé par an produit par le parc électrogène français : 1080 tML
90%
Dont combustible MOX usé par an produits par le parc électrogène français : 120 tML
10%
Combustible usé cisaillés chaque année en France : 1080 tML
90%
Données issues de [1]. Ces valeurs sont des ordres de grandeur, et varient selon les années.
Note : l’unité tonnes de métal lourd (tML) ne comptabilise que les tonnes de métal, et non les masses d’oxygène par exemple. Cette unité présente l’avantage de ne pas dépendre de la forme physique de la matière, qui varie tout au long des opérations du cycle.
Procédé de l’usine de la Hague
La figure ci-dessous présente le procédé de l’usine de la Hague :
Composition du combustible usé
Les combustibles usés sont composés de structures métalliques (30 % de la masse environ) contenant la matière nucléaire (70 % de la masse environ). Les masses des assemblages varient selon leur type : près de 670 kg pour les assemblages 900 MW contre 765 kg pour les 1300 MW par exemple.
Masse de la structure métallique : 30 %
30%
Masse de la matière contenue dans l’assemblage (U+Pu+PF+AM) : 70 %
70%
⚠️La composition du combustible usé dépend de différents paramètres, dont sa composition initiale (avant son passage en réacteur), sa durée d’irradiation en réacteur ou encore la durée d’entreposage une fois sorti du réacteur. Les données présentées ci-dessous (combustible UNE usé après 5 ans d’entreposage) sont approximatives et varient selon les assemblages, elles ne présentent que des ordres de grandeur.
Masse d’uranium : 95 %
95%
Masse des Produits de fission (PF) : 3,9 %
3.9%
Masse de plutonium : 1 %
1%
Masse des Actinides mineurs (AM) : Neptunium, Américium, Curium : 0,1 %
0.1%
⚠️La composition massique est très différente de la composition en terme d’activité radioactive ou de puissance thermique dégagée. Les PF représentent la majorité de l’activité et de la puissance thermique émise, suivis par le plutonium et les AM. L’uranium ne joue ici qu’un rôle marginal.
⚠️Les combustibles MOX usés contenant plus de plutonium et d’AM que les combustibles UNE usés, ils possèdent plus d’activité et émettent un dégagement thermique plus important. A titre d’exemple, il faut attendre environ 50 ans pour que le dégagement thermique d’un combustible MOX usé soit analogue à celui d’un combustible UNE usé refroidi 5 ans.
Puissance thermique d’un combustible UNE usé refroidi 5 ans (approximatif) : 1220 W
43%
Puissance thermique d’un combustible MOX usé refroidi 5 ans (approximatif) : 2850 W
100%
Données issues de [2].
Procédé de cisaillage mis en œuvre à l’usine de la Hague
La vidéo ci-dessous présente le procédé de cisaillage mis en œuvre à l’usine de la Hague :
http://itineraire-atome.fr/wp-content/uploads/2024/05/Le-procede-de-cisaillage-et-dissolution-ST.mp4
- AC : Assemblage combustible ;
- AM : Actinides mineurs ;
- CSD-C : Conteneur standard de déchets compactés ;
- CSD-V : Conteneur standard de déchets vitrifiés ;
- MOX : Mélange d’oxydes (d’uranium et de plutonium) ;
- PF : Produits de fission ;
- TBP : Tributylphosphate (solvant) ;
- tML : tonne de métal lourd ;
- TPH : Tétrapropylène hydrogéné (diluant) ;
- UNE : Uranium naturel enrichi ;
- URE : Uranium de retraitement enrichi.
[1] Haut Comité pour la Transparence et l’Information sur la Sécurité Nucléaire – Présentation du “Cycle du combustible” français en 2018