Différentes matières valorisables sont entreposées :
- l’Uranium appauvri (Uapp), issu de l’étape d’enrichissement de l’uranium. Il contient moins de 0,4 % de 235U. La fabrication du combustible MOX (Mélange d’OXydes d’uranium et de plutonium) figure parmi ses usages ;
- l’Uranium de Recyclage issu du Traitement (URT) du combustible usé. Il contient environ 1 % de 235U. Il peut être réenrichi, il est alors qualifié d’Uranium de Recyclage Enrichi (URE) et utilisé en réacteur.
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.
Uranium appauvri (Uapp)
A la sortie de l’étape d’enrichissement, l’uranium appauvri est sous forme UF6. Certains industriels le stockent sous cette forme (pouvant occasionner des problèmes environnementaux, l’UF6 étant très corrosif), d’autres optent pour une déconversion de l’UF6 en une forme stable, l’U3O8, permettant ainsi de recycler de l’HF.
Le procédé consiste à vaporiser l’UF6 en autoclave en présence de vapeur d’eau :
L’UF6 est vaporisé dans des autoclaves. Le fluor d’uranyle (UO2F2) obtenu est ensuite mis en réaction à 700 °C avec de l’hydrogène, permettant ainsi d’obtenir de l’U3O8 et de l’HF.
L’enrichisseur est le propriétaire de l’uranium appauvri.
Uranium de retraitement (URT)
A la sortie de l’usine de retraitement, l’URT est sous forme de nitrate d’uranyle, une forme liquide. Afin de le stabiliser sous forme solide, il est converti en U3O8.
Si l’URT a des caractéristiques comparables à celles de l’uranium naturel, des différences subsistent :
- l’URT possède environ 0,8 % d’isotope 235, contre 0,711 % pour l’uranium naturel ;
- l’URT possède des traces d’isotopes 232 dont les descendants sont des émetteurs gamma intenses, imposant des contraintes en terme de radioprotection ;
- l’URT contient des traces d’isotopes 234 et 236, qui sont neutrophages et imposent un enrichissement plus élevé en isotope 235.
L’URT contient également des traces de produits de fission 144Ce, 103Ru, 106Ru, 137Cs, 95Zr, 95Nb dont l’activité globale est extrêmement faible (quelques Bq/g).
Ainsi, des contraintes s’imposent lors des étapes de conversion, enrichissement et fabrication des combustibles associées à l’uranium de retraitement :
- Conversion : opérations similaires mais avec une protection accrue des travailleurs et une gestion des déchets spécifiques ;
- Enrichissement : ligne dédiée avec protections biologiques nécessaires ;
- Fabrication des assemblages : lignes dédiées avec protections biologiques nécessaires.
En France, l’URT, une fois converti puis enrichi et mis en assemblages (dits URE), a été utilisé entre 1994 et 2013 dans les réacteurs de la centrale de Cruas. Sur l’ensemble de cette période, près de 4350 tonnes d’URT ont été ré-enrichies. En 2018, EDF a décidé de relancer cette filière à partir de 2023.
Mise en perspective des matières produites et usées chaque année
Le graphique ci-dessous présente les masses approximatives nécessaires au fonctionnement annuel du parc français. Ces valeurs varient selon les années. La récente reprise de l’exploitation de l’URE n’est pas représentée (en attente de communication de chiffres).
Données issues de [1].
Mise en perspective des masses de matières valorisables entreposées
Masses d’Uapp et d’URT entreposées :
Masses entreposées hors Uapp (par souci de lisibilité des données) :
Données issues de [2].
- AM : Actinides mineurs ;
- MOX : Mélange d’oxydes (d’uranium et de plutonium) ;
- PF : Produits de fission ;
- RNR : Réacteur à neutrons rapides ;
- tML : tonne de métal lourd ;
- Uapp : Uranium appauvri ;
- UNE : Uranium naturel enrichi ;
- URE : Uranium de retraitement enrichi ;
- URT : Uranium de retraitement.
[1] Haut Comité pour la Transparence et l’Information sur la Sécurité Nucléaire – Présentation du “Cycle du combustible” français en 2018
[2] Andra – Inventaire national des matières et déchets radioactifs – Les Essentiels 2024