Rapport de l'ASN 2020

1. Le «cycle du combustible» 1. Les transuraniens sont les éléments chimiques qui sont plus lourds que l’uranium (numéro atomique 92). Les principaux sont le neptunium (93), le plutonium (94), l’américium (95), le curium (96). Dans un réacteur, ils dérivent de l’uranium lors de réactions secondaires, autres que la fission. Le minerai d’uranium est extrait, puis purifié et concentré sous forme de « yellow cake » sur les sites miniers. Le concentré solide est ensuite transformé en hexafluorure d’uranium (UF 6 ) à la suite d’opérations de conversion. Ces opérations sont réalisées dans les usines Orano de Malvési et du Tricastin. Ces usines, réglementées au titre de la législation des installations classées pour la protection de l’environnement ( ICPE ) , mettent en œuvre de l’uranium naturel dont la teneur en uranium-235 est de l’ordre de 0,7%. La plupart des réacteurs électronucléaires dans le monde utilisent de l’uranium légèrement enrichi en uranium-235. La filière des réacteurs à eau sous pression ( REP ) nécessite, par exemple, de l’uranium enrichi en isotope-235. En France, l’enrichissement de l’UF 6 entre 3% et 6% est réalisé par ultracentrifugation dans l ’ usine Georges Besse II du Tricastin. Puis, cet UF 6 enrichi est transformé en oxyde d’uranium sous forme de poudre dans l’usine Framatome de Romans‑sur‑Isère. Les pastilles de combustible fabriquées avec cet oxyde sont intro­ duites dans des gaines pour constituer des « crayons », lesquels sont réunis pour former les assemblages de combustible. Ces assemblages sont alors introduits dans le cœur des réacteurs où ils délivrent de l’énergie, notamment par fission des noyaux d’uranium-235. Avant leur utilisation dans les réacteurs, les combustibles nucléaires neufs peuvent être entreposés dans un des deux magasins interrégionaux (MIR) exploités par EDF au Bugey et à Chinon . Après une période d’utilisation de l’ordre de 3 à 4 ans, les assem­ blages de combustible usé sont extraits du réacteur pour refroidir en piscine, d’abord sur le site même de la centrale où ils ont été mis en œuvre, puis dans l ’ usine de retraitement Orano de La Hague . Dans cette usine, l’uranium et le plutonium des combustibles usés sont séparés des produits de fission et des autres éléments transuraniens (1) . L’uranium et le plutonium sont conditionnés puis entreposés en vue d’une réutilisation ultérieure. Cependant, l’uranium issu de ce retraitement n’est plus utilisé à ce jour pour produire de nouveaux combustibles. EDF a annoncé son intention d’en reprendre l’utilisation en 2023, après réenrichissement de l’uranium de retraitement en Russie. Le plutonium issu du traitement des combustibles d’oxyde d’uranium est utilisé dans l’usine Orano de Marcoule, dite « Melox » , pour fabriquer du combustible MOX (Mélange d’OXydes d’uranium et de plutonium) qui est utilisé dans des réacteurs électronucléaires de 900 mégawatts électriques (MWe) en France. Les combustibles nucléaires MOX ne sont actuellement pas retraités après avoir été utilisés dans les réacteurs. Dans l’attente de leur retraitement ou de leur stockage, les combustibles MOX irradiés sont entreposés dans l’usine de La Hague. Les principaux flux liés au « cycle du combustible» sont présentés dans le tableau 1. D’autres installations sont nécessaires au fonctionnement des installations nucléaires de base (INB) citées ci‑dessus, notamment l’installation dite « Socatri » qui assure la maintenance et le démantèlement d’équipements nucléaires ainsi que le traitement des effluents nucléaires et industriels de la plateforme Orano du Tricastin. Le «cycle du combustible nucléaire» débute avec l’extraction du minerai d’uranium et s’achève avec le conditionnement, en vue de leur stockage, des déchets radioactifs provenant des combustibles usés. En France, les dernières mines d’uranium étant fermées depuis 2000, le «cycle du combustible» concerne la fabrication du combustible, puis son traitement à l’issue de son utilisation dans les réacteurs nucléaires. Les exploitants des usines du cycle font partie des groupes Orano ou EDF (Framatome) : Orano exploite Melox à Marcoule, les usines de La Hague, l’ensemble des usines du Tricastin ainsi que les installations de Malvési. Framatome exploite les installations du site de Romans‑sur‑Isère. L'Autorité de sûreté nucléaire (ASN) contrôle la sûreté de ces installations industrielles, qui manipulent des substances radioactives comme de l’uranium ou du plutonium et présentent des enjeux de sûreté spécifiques, notamment des risques radiologiques associés à des risques toxiques. L’ASN contrôle la cohérence globale des choix industriels faits en matière de gestion du combustible qui pourraient avoir des conséquences sur la sûreté. Dans ce cadre, l’ASN demande périodiquement qu’EDF transmette un dossier dit «  Impact cycle» , rédigé conjointement avec les acteurs du cycle, présentant les conséquences sur chaque étape du «cycle du combustible» de la stratégie d’EDF quant à l’utilisation, dans ses réacteurs, des différents types de combustible. Les installations du « cycle du combustible nucléaire » 11 326 Rapport de l’ASN sur l’état de la sûreté nucléaire et de la radioprotection en France en 2020

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