Que sont les équipements de stockage et conditionnement déchets ha-mavl ?
Les déchets radioactifs sont classifiés en France selon une grille croisée niveau d'activité (TFA, FA, MA, HA) et durée de vie (vie courte VC < 31 ans, vie longue VL > 31 ans). Les déchets HA (Haute Activité) sont principalement les verres issus du retraitement à La Hague, conditionnés dans des Conteneurs Standards de Déchets Vitrifiés CSD-V (180 L de verre coulé dans un conteneur inox 316L), émettant des doses débit supérieures à 10 Sv/h en contact et dégageant 2 à 3 kW de puissance thermique résiduelle. Les déchets MAVL (Moyenne Activité Vie Longue) regroupent les coques et embouts d'assemblages combustibles, les déchets technologiques activés issus du démantèlement (UNGG Bugey, Chinon), conditionnés en fûts béton-fibre de 220 à 870 L. La gestion des déchets nucléaires est confiée à l'ANDRA (Agence Nationale pour la gestion des Déchets RAdioactifs, Châtenay-Malabry 92, 700 salariés).
Le panorama industriel français du conditionnement et stockage HA-MAVL combine : l'ANDRA Châtenay-Malabry 92 (700 salariés, CA 350 M€/an, financée par les producteurs Orano + EDF + CEA, opère le CSA Soulaines-Dhuys 10 ouvert 1992 et le CSTFA Morvilliers 10 ouvert 2003, prépare Cigeo Bure 55), Orano DS (Démantèlement et Services, Bagnols-sur-Cèze 30 Gard) pour le conditionnement opérationnel, Orano Marcoule 30 historique du retraitement (UP1 démantelé), Veolia Nuclear Solutions (Bordeaux 33, ex-Kurion, 500 salariés, technologies de vitrification et démantèlement Fukushima), le CEA Marcoule 30 avec son laboratoire de recherche ATALANTE (déchets haute activité), le CEA Saclay 91 et le CEA Cadarache 13 (recherche conditionnement et stockage). Le futur Cigeo (Centre Industriel de stockage Géologique, Bure 55 Meuse, profondeur 500 m dans la couche d'argilite Callovo-Oxfordien) recevra dès 2035-2040 les premiers colis HA et MAVL pour 100 000 ans.
Spécifications techniques et procédés de production
Principales familles de conditionnements de déchets HA et MAVL en France :
Familles de produits et caractéristiques
| Type de conteneur | Catégorie déchet | Capacité unitaire | Producteur français |
|---|---|---|---|
| CSD-V Conteneur Standard Déchets Vitrifiés | HA verres La Hague | 180 L verre, 400 kg | Orano La Hague 50 (procédé AVH) |
| CSD-C Conteneur Standard Déchets Compactés | MAVL coques et embouts | 240 L compactés | Orano La Hague 50 ACC compaction |
| Fût béton-fibre 870 L | MAVL bitumés CEA Marcoule | 550 L bitume + 320 L béton | Orano Marcoule 30 + CEA STEL |
| Conteneur béton CSA C1PG | FA-VC fûts métalliques | 1,4 m³ ouvrages béton | ANDRA CSA Soulaines-Dhuys 10 |
| Conteneur HA-Cigeo (futur) | HA verres stockage géologique | Sur-conteneur inox 80 mm | ANDRA + industriels Bure 55 |
| Conteneur MAVL Cigeo (futur) | MAVL coques compactées | Caisson béton-acier | ANDRA + industriels Bure 55 |
Grades et conditionnements commerciaux
- CSD-V (Conteneur Standard de Déchets Vitrifiés) : 180 L de verre borosilicaté incorporant 12 à 18 % d'oxydes de produits de fission, coulés à 1 150 °C dans un conteneur cylindrique inox 316L (430 mm diamètre, 1 340 mm hauteur, 490 kg), produits par les ateliers AVH R7 et T7 de La Hague 50.
- CSD-C (Conteneur Standard de Déchets Compactés) : déchets technologiques métalliques (coques zircaloy et embouts assemblages REP) compactés en galettes par presse 2 500 t à l'atelier ACC La Hague 50, empilés dans un conteneur inox identique au CSD-V.
- Fûts bitumés CEA Marcoule 30 : déchets de retraitement UP1 historiques enrobés dans matrice bitume (typiquement 60 % bitume + 40 % sels et boues calcinées), 220 L et 870 L, stockés en surface en attente du futur Cigeo Bure 55.
- Ouvrages béton CSA Soulaines-Dhuys 10 : ouvrages parallélépipédiques béton armé 8 × 25 × 8 m construits sur dalle béton 1,2 m d'épaisseur, recevant des conteneurs de FA-VC empilés puis injectés de mortier, capacité totale site 1 000 000 m³.
- Sur-conteneur HA Cigeo (futur) : sur-emballage acier inox d'épaisseur 55 à 80 mm enveloppant les CSD-V pour garantir confinement étanche pendant la phase d'exploitation 100 ans dans la couche d'argilite à -500 m, conception ANDRA en cours.
Normes et réglementations
Référentiels normatifs et réglementaires applicables au conditionnement et stockage déchets HA-MAVL :
- Loi Bataille du 30 décembre 1991 (n° 91-1381) : encadre la recherche sur la gestion des déchets HA-VL avec trois axes (séparation-transmutation, stockage profond, entreposage longue durée), origine du projet Cigeo.
- Loi de programme du 28 juin 2006 (n° 2006-739) : confirme stockage géologique réversible comme solution de référence pour HA-MAVL, donne mandat à l'ANDRA pour développer Cigeo.
- Arrêté INB du 7 février 2012 : règles générales applicables aux Installations Nucléaires de Base, encadre conception et exploitation des installations de stockage et de conditionnement.
- AIEA SSR-5 : Disposal of Radioactive Waste, exigences internationales pour le stockage en surface et en profondeur des déchets radioactifs.
- AIEA SSG-23 : Geological Disposal of Radioactive Waste, guide spécifique stockage géologique profond applicable Cigeo Bure 55.
- AIEA SSG-21 : Storage of Spent Nuclear Fuel, exigences pour l'entreposage de longue durée des combustibles usés (piscines La Hague et futur entreposage CIGEO).
Procédés industriels détaillés
Étapes industrielles de conditionnement des déchets HA-MAVL en France :
Tri et caractérisation
Tri et caractérisation radiologique des déchets selon nature (verres HA, coques MAVL, bitumes), mesure spectrométrie gamma (HpGe Mirion Lamanon 13) et passive neutron pour quantifier inventaire isotopique Pu, U, actinides mineurs.
Vitrification HA en creuset froid
Vitrification des solutions de produits de fission HA dans les ateliers AVH R7 et T7 de La Hague 50 : calcination des solutions, incorporation à 1 150 °C dans verre borosilicaté en creuset froid à induction, coulée dans conteneurs CSD-V refroidis.
Compactage MAVL coques
Compactage des coques et embouts d'assemblages REP en galettes denses (réduction volume × 5) par presse hydraulique 2 500 t à l'atelier ACC La Hague 50, empilage dans CSD-C, fermeture par soudure TIG sous gaz inerte argon.
Bitumage déchets historiques
Bitumage des déchets historiques de retraitement UP1 Marcoule 30 : enrobage par bitume oxydé à 160 °C (matrice 60 % bitume + 40 % sels), conditionnement dans fûts métalliques 220 L et 870 L, contrôle absence d'hydrogène radiolytique.
Cimentation et conditionnement béton
Cimentation des déchets MA-VC et FA en mortier hydraulique dans fûts béton-fibre (320 L de béton + 550 L déchets immobilisés), production aux ateliers Orano La Hague 50 STE3, CEA Marcoule 30 et Cadarache 13.
Entreposage et expédition
Entreposage temporaire des CSD-V et CSD-C dans halls ventilés refroidis air forcé pendant 30 à 100 ans (refroidissement thermique passif), expédition par emballages TN81 et TN85 vers clients étrangers (Allemagne CASTOR, Japon, Pays-Bas) ou stockage géologique futur Cigeo.
Le marché français
L'inventaire national des déchets radioactifs français (édition ANDRA 2024) recense environ 1 760 000 m³ de déchets dont 5 % HA-MAVL (4 100 m³ HA + 41 000 m³ MAVL) et 95 % de déchets de faible et très faible activité (TFA + FA). Les HA et MAVL représentent moins de 5 % du volume mais concentrent 99 % de la radioactivité totale. Le coût total de gestion des déchets nucléaires français est estimé par la Cour des comptes à 60 Md€ sur 100 ans, dont 25 Md€ pour le seul projet Cigeo Bure 55. Le marché annuel des équipements et services de conditionnement-stockage représente environ 500 M€/an en France, en croissance avec le démantèlement.
Le projet Cigeo (Centre Industriel de stockage Géologique, Bure 55 Meuse) est le plus grand projet industriel français en cours : coût total 25 Md€, capacité 80 000 m³ HA et 70 000 m³ MAVL, alvéoles HA à -490 m de profondeur dans la couche d'argilite Callovo-Oxfordien (formation géologique stable depuis 160 millions d'années), galeries de manutention sur 270 km à terme. Le décret d'autorisation de création (DAC) a été déposé en janvier 2023, instruction par l'ASNR en cours 2023-2026. Première phase industrielle pilote 2035-2040 avec premiers colis HA. Cigeo générera 1 000 emplois pendant la construction (2026-2050) puis 600 emplois en exploitation pendant 100 ans, avec retombées économiques 1 Md€/an pour le département Meuse 55 et Haute-Marne 52.
L'ANDRA (Châtenay-Malabry 92, 700 salariés, CA 350 M€/an dont 75 % R&D Cigeo) coordonne la R&D et la maîtrise d'ouvrage Cigeo avec un budget cumulé 2,5 Md€ d'études et travaux préparatoires (laboratoire souterrain Bure depuis 2000, écothèque, prototypes alvéoles). Orano DS Bagnols-sur-Cèze 30 (1 200 salariés, CA 400 M€/an) opère les ateliers de conditionnement à La Hague, Marcoule et chez les clients. Veolia Nuclear Solutions Bordeaux 33 (500 salariés, CA 200 M€/an) intervient sur démantèlement Fukushima Japon, conditionnement déchets EDF UNGG, technologies plasma. Le CEA opère trois centres de R&D conditionnement (Marcoule 30, Cadarache 13, Saclay 91) avec ATALANTE Marcoule (laboratoire haute activité de référence européenne).
Applications et débouchés industriels
Programmes publics français pour la gestion des déchets HA-MAVL :
- Projet Cigeo Bure 55 (25 Md€, ANDRA + CEA + Orano + EDF) : centre de stockage géologique profond HA-MAVL à -500 m, capacité 80 000 m³ HA + 70 000 m³ MAVL, premiers colis 2035-2040.
- Plan National de Gestion des Matières et Déchets Radioactifs PNGMDR 2022-2026 : cadre stratégique avec objectifs pour HA-MAVL, déchets FA-VL bitumés, déchets de démantèlement UNGG.
- Programme démantèlement EDF UNGG (4 Md€) : démantèlement des 6 réacteurs UNGG arrêtés (Bugey 1, Chinon A1/A2/A3, Saint-Laurent A1/A2) générant 65 000 t graphite irradié à gérer.
- Programme démantèlement CEA (10 Md€) : démantèlement des installations historiques (UP1 Marcoule, ATPu Cadarache, Phenix) générant déchets HA et MAVL à conditionner.
- Investissements Orano Cycle (1 Md€ 2023-2030) : modernisation La Hague (TCP Traitement Conditionnement Produits), nouveau parc d'entreposage NPH piscines combustibles usés.
Questions fréquentes
Qu'est-ce qu'un déchet HA et MAVL ?
Les déchets HA (Haute Activité, activité > 10^9 Bq/g) sont principalement les produits de fission séparés lors du retraitement à La Hague 50, vitrifiés dans des conteneurs CSD-V de 180 L. Ils émettent un débit de dose contact > 10 Sv/h et dégagent 2 à 3 kW de chaleur résiduelle par conteneur, nécessitant un refroidissement par convection naturelle pendant 30 à 100 ans avant stockage géologique définitif. Les déchets MAVL (Moyenne Activité à Vie Longue, activité 10^6 à 10^9 Bq/g, période > 31 ans) sont les coques et embouts d'assemblages compactés, les déchets de structure activés (cuves, internes), les bitumes historiques, conditionnés en fûts béton ou en conteneurs CSD-C. Ensemble HA + MAVL : 5 % du volume mais 99 % de la radioactivité totale française.
Qu'est-ce que le projet Cigeo Bure 55 ?
Cigeo (Centre Industriel de stockage Géologique) est le projet français de stockage géologique profond des déchets nucléaires HA et MAVL à Bure (Meuse 55, à la limite de la Haute-Marne 52), piloté par l'ANDRA. Coût total estimé 25 Md€, capacité 80 000 m³ HA + 70 000 m³ MAVL, alvéoles de stockage creusées à -490 m dans la couche d'argilite Callovo-Oxfordien (stable depuis 160 millions d'années, perméabilité 10^-12 m/s, capacité de rétention chimique élevée). Le décret d'autorisation de création (DAC) a été déposé janvier 2023, instruction par l'ASNR jusqu'en 2026. Premiers colis stockés 2035-2040, exploitation industrielle 100 ans, fermeture définitive et scellement vers 2150. 1 000 emplois construction puis 600 emplois exploitation pour 100 ans.
Qui gère les déchets nucléaires en France ?
L'ANDRA (Agence Nationale pour la gestion des Déchets RAdioactifs, Châtenay-Malabry 92, 700 salariés, CA 350 M€/an) est l'organisme public unique en charge de la gestion des déchets radioactifs français. Créée par la loi Bataille du 30 décembre 1991, elle exploite le CSA Soulaines-Dhuys 10 (stockage FA-VC ouvert 1992, capacité 1 000 000 m³), le CSM Manche (fermé 1994 en surveillance), le CSTFA Morvilliers 10 (déchets très faible activité TFA ouvert 2003). Elle pilote le futur Cigeo Bure 55 (HA-MAVL). Les producteurs (Orano cycle nucléaire, EDF parc électronucléaire, CEA recherche, opérateurs médicaux et industriels) financent l'ANDRA via taxes et contrats long terme. Le PNGMDR 2022-2026 fixe le cadre stratégique.
Comment sont vitrifiés les déchets HA à La Hague ?
La vitrification des déchets HA à Orano La Hague 50 est réalisée dans les ateliers AVH R7 et T7 selon le procédé français de référence (creuset froid à induction depuis 2010, brevet CEA Marcoule). Les étapes : 1) calcination des solutions de produits de fission concentrées dans un four rotatif à 600 °C qui élimine l'eau et nitrates, 2) ajout de fritte de verre borosilicaté (composition SiO2 50 % + B2O3 15 % + Al2O3 + Na2O + Li2O), 3) fusion à 1 150 °C dans un creuset froid à induction (parois refroidies, le verre est sa propre paroi par solidification), 4) coulée par gravité dans un conteneur cylindrique inox 316L CSD-V (180 L), 5) refroidissement, fermeture par soudure TIG, contrôle d'étanchéité hélium. Capacité totale 200 conteneurs/an. Verre extrêmement durable (lixiviation < 1 g/m²/an, durée vie > 100 000 ans).