INB 118. PIÈCE 6 1. Introduction 2. État initial du site et de son environnement 3. Analyse des effets directs et indirects du projet sur l environnement 4. Raisons pour lesquelles le projet présenté a été retenu 5. Mesures envisagées pour prévenir, limiter ou compenser les inconvénients du projet 6. Méthodes utilisées pour évaluer les impacts 7. Résumé non technique 1
SOMMAIRE 4.1. RAPPEL DU CONTEXTE... 3 4.1.1. Les déchets anciens à reprendre...3 4.1.2. Contexte réglementaire...3 4.1.3. Nature du projet...3 4.2. SOLUTIONS CONSIDÉRÉES POUR LES BOUES DE STE2... 4 4.2.1. Solutions considérées concernant le principe de conditionnement...4 4.2.1.1. Conditionnement par bitumage (procédé de référence)...4 4.2.1.2. Conditionnement par vitrification ou céramisation...4 4.2.1.3. Conditionnement par cimentation homogène...4 4.2.1.4. Conditionnement par compactage (principe retenu)...5 4.2.2. Solutions considérées concernant le colis utilisé...5 4.2.2.1. Compactage en un bloc directement dans un fût...6 4.2.2.2. Compactage en galettes sous étui métallique...6 4.2.2.3. Compactage en galettes...6 4.2.2.4. Compactage en pastilles et blocage par un coulis de ciment...6 4.2.2.5. Compactage en pastilles et comblement des vides par un matériau inerte (colis retenu)...7 4.2.3. Solutions considérées concernant l implantation de la ligne de conditionnement...7 4.2.3.1. Construction d un nouvel atelier...7 4.2.3.2. Implantation dans un atelier existant (STE3-B)...7 4.2.4. Solutions considérées concernant l entreposage des colis...8 4.3. SOLUTION RETENUE... 9 2
4.1. RAPPEL DU CONTEXTE 4.1.1. Les déchets anciens à reprendre Lors de la création de la première usine (nommée UP2-400) de l établissement de la Hague, une station de traitement des effluents nommée STE2 a été mise en service. Cette station a fonctionné de 1966 à 1994, avec un procédé de coprécipitation, et a traité au total 700 000 m 3 d effluents. Le traitement effectué consistait à piéger les éléments radioactifs dans des résidus solides (appelés «boues de traitement»), dont la filière d évacuation n a pas été définie dès l origine. Ces «boues», qui constituent des déchets de moyenne activité à vie longue (MA-VL), ont donc été entreposées au sein de l INB 38, dans des bâtiments rattachés à STE2. L atelier STE2 est désormais arrêté et doit être démantelé. Avant de procéder au démantèlement, les déchets entreposés doivent être repris et conditionnés. Le volume total de boues à conditionner est d environ 10 000 m 3. 4.1.2. Contexte réglementaire Conformément à la loi du 28 juin 2006 (codifiée au code de l environnement) sur la gestion durable des matières et des déchets radioactifs, les déchets de moyenne activité à vie longue produits avant 2015 devront avoir été reconditionnés en 2030 au plus tard. Par décision n 2008-DC-0111 du 2 septembre 2008, l ASN a interdit le bitumage des boues de STE2 dans l installation STE3. En effet, les boues de STE2 diffèrent, par leurs caractéristiques chimiques et radiologiques, de celles produites par la nouvelle station de traitement STE3, ce qui les rend incompatibles avec le domaine de fonctionnement de l atelier de bitumage existant. 4.1.3. Nature du projet Le projet consiste à : créer, dans l atelier STE3-B, une ligne de conditionnement des boues de STE2 par un nouveau procédé : séchage des boues, compactage sous forme de pastilles, conditionnement dans un colis rempli d un matériau inerte (sable), appelé «colis C5» ; permettre l entreposage des colis ainsi générés dans les ateliers STE3-S et D/E EB, dans l attente d une filière de gestion à long terme. Détails sur le projet : > chapitre 3.1.3.1 Description fonctionnelle de la nouvelle ligne de traitement et conditionnement des boues 3
4.2. SOLUTIONS CONSIDÉRÉES POUR LES BOUES DE STE2 4.2.1. Solutions considérées concernant le principe de conditionnement Plusieurs procédés de conditionnement ont fait l objet de recherches et d essais depuis le début des années 2000. 4.2.1.1. Conditionnement par bitumage (procédé de référence) Le procédé initialement envisagé pour le conditionnement des boues de STE2 était le bitumage. Ce procédé est utilisé pour le conditionnement des boues provenant du traitement des effluents dans l atelier STE3-T. La bonne connaissance du procédé et le retour d expérience d exploitation de l atelier STE3-B depuis sa mise en service n ont pas mis en évidence d événements notables du point de vue de la sûreté. C est pourquoi le conditionnement par bitumage des boues de STE2 a initialement été retenu comme solution de référence. Des estimations faites sur le nombre de fûts de bitume à produire par l utilisation de ce procédé donnaient, dans les cas les plus favorables, environ 35 000 fûts de bitume, pour un volume total de 8 200 m 3. Des campagnes expérimentales de bitumage des boues de STE2 ont été menées entre 2005 et 2007, avec la production de 350 fûts de bitume. Suite à l interdiction par l ASN du bitumage des boues de STE2, d autres solutions ont été examinées. 4.2.1.2. Conditionnement par vitrification ou céramisation Pour les boues, les procédés dits à «haute température», tels que la vitrification ou la céramisation, présentent l avantage de fixer les radionucléides dans une matrice stable à très long terme. Cependant, ces procédés n apparaissent pas adaptés pour des raisons technologiques (liées notamment à la présence de soufre en quantité significative dans les boues de STE2), de maturité industrielle et de délais de mise en œuvre. Les recherches se sont donc orientées vers des procédés dits à «basse température». 4.2.1.3. Conditionnement par cimentation homogène 4 Un programme d essais d orientation a été mené dans les années 2000 et 2005 pour juger de l applicabilité d un procédé de cimentation aux boues séchées. La solution d un enrobage homogène cimentaire présente plusieurs avantages : il permet de fixer les radionucléides dans une matrice stable et repose sur un procédé simple et éprouvé industriellement.
En contrepartie, du fait de la présence d eau, ce procédé induirait une radiolyse importante (voir encart ci-dessous), conduisant à une possible fissuration de la matrice. De plus, une incertitude subsiste quant à la stabilité chimique du PPFeNi (précipité préformé de ferricyanure de nickel) en milieu très alcalin (le PPFeNi est un piégeur du césium, celui-ci représentant approximativement la moitié de l activité bêta des boues). 4.2.1.4. Conditionnement par compactage (principe retenu) Le compactage des boues séchées présente deux avantages : vis-à-vis de l environnement : un volume de déchets considérablement réduit par rapport au bitumage ou à la cimentation homogène ; vis-à-vis de la sûreté : l amélioration des caractéristiques de tenue mécanique des poudres compactées et la réduction du risque de dispersion de la boue séchée. Ce procédé conduit à concentrer les matières présentes, du fait de l évaporation de l eau et de la compression de la matière solide. Une teneur maximale doit être respectée, notamment pour les matières fissiles, d une part au niveau de la conception du procédé et d autre part au travers du respect des données d exploitation principales. Des essais préliminaires de compactage ont été réalisés en 2000 et 2004 puis en 2006 sur des boues de synthèse déshydratées. Ces essais ont permis de valider le facteur de réduction volumique à retenir. 4.2.2. Solutions considérées concernant le colis utilisé Différents types de colis associés au procédé de compactage ont été envisagés. La nature des déchets (de type MA-VL, moyenne activité à vie longue) impose un accord préalable de l ANDRA pour le stockage en profondeur, après réalisation d une étude particulière du comportement à long terme du colis. Les principales exigences à prendre en compte pour le colis sont : le confinement : pas de dispersion du déchet, ce qui impose un fût confinant (étanche vis-à-vis des radioéléments) ; la tenue mécanique, ce qui implique une limitation du taux de vide dans le colis ; la prise en compte du phénomène de radiolyse, ce qui implique notamment une limitation du dégagement d hydrogène du déchet ; la maîtrise du risque de criticité, ce qui implique une limitation de la masse de matière fissile par fût. La radiolyse est liée à l action des rayonnements ionisants sur les produits hydrogénés (l eau tout particulièrement), qui conduit à un dégagement gazeux composé notamment d hydrogène. L accumulation d hydrogène peut provoquer une explosion si la teneur est trop élevée. Le risque de criticité correspond au risque de développement incontrôlé d une réaction en chaîne, avec émission brève et intense de neutrons. 5
4.2.2.1. Compactage en un bloc directement dans un fût Principe : la poudre est compactée directement dans un fût confinant à couvercle soudé. Ce colis présente un avantage opérationnel par le fait qu il ne nécessite pas de manutention de galettes ou briques mais présente un risque de dispersion notable dû à l absence de matrice, ainsi qu une masse de matière fissile élevée dans les colis. 4.2.2.2. Compactage en galettes sous étui métallique Principe : la poudre est tout d abord introduite dans un étui métallique avant d être compactée dans cet étui. Les galettes obtenues sont rangées dans un fût confinant à couvercle soudé. Ce colis présente deux avantages principaux, liés au fait que la poudre est conditionnée en étui avant le compactage : d une part cela limite la contamination de la presse et la dispersion pendant le compactage, d autre part le confinement du colis final est renforcé par la présence des étuis. Ses principaux inconvénients sont une masse de matière fissile élevée dans les colis et la nécessité d utiliser une presse de grande dimension (compte tenu de la taille des éléments à compacter et de la présence des étuis). 4.2.2.3. Compactage en galettes Principe : la poudre est compactée sous forme de galettes ou de briques, qui sont ensuite rangées dans un fût confinant à couvercle soudé. Ce colis présente l avantage de pouvoir être rempli rapidement et de conduire à un nombre de colis peu important, mais présente de nombreux inconvénients : une masse de matière fissile élevée dans les colis, la nécessité d une force de presse relativement importante, un risque de fracture des galettes (et donc de dispersion) lors de leur manipulation vers les colis. 4.2.2.4. Compactage en pastilles et blocage par un coulis de ciment Principe : la poudre est compactée sous forme de pastilles bloquées par un coulis de ciment dans un fût confinant à couvercle soudé équipé d une pastille de respiration. Le compactage en pastilles présente plusieurs avantages : l agglomération en pastilles limite le risque de dispersion et de contamination, la presse peut être de capacité faible, la manutention est facilitée. En revanche, ce colis présente trois inconvénients : une incorporation faible du déchet (maximum 50 %, du fait du ciment), un phénomène de radiolyse plus important du à une teneur en eau plus élevée, et la nécessité d installer à la fois une fonction de compactage et une fonction de cimentation. Pastille de respiration : pastille poreuse filtrante sur le couvercle, assurant l évacuation de l hydrogène produit dans le fût, de manière à éviter son accumulation. 6
4.2.2.5. Compactage en pastilles et comblement des vides par un matériau inerte (colis retenu) Comme vu précédemment, le compactage en pastilles présente plusieurs avantages : le compactage en pastilles limite le risque de dispersion et de contamination, la presse peut être de capacité faible, la manutention est facilitée. L ajout de ciment posant le problème d une radiolyse importante, il a donc été examiné la possibilité d utiliser un matériau inerte pour combler les interstices entre les pastilles et ainsi limiter le taux de vide dans le colis. Des essais préliminaires de remplissage ont été réalisés avec : deux matériaux inertes (sable et microbilles) ; de l argile ; un mélange argile-sable. Un matériau inerte n a aucune activité chimique. Il ne réagit pas à son environnement et ne subit aucune décomposition. Les essais de remplissage avec du sable se sont révélés concluants, avec une bonne diffusion du sable à l échelle du colis, conduisant à un taux de vide conforme aux exigences. Afin de prendre en compte le phénomène de radiolyse, même faible, lié à l humidité résiduelle dans les pastilles, il est prévu que le colis soit équipé d une pastille de respiration. 4.2.3. Solutions considérées concernant l implantation de la ligne de conditionnement Les principales options envisageables pour la nouvelle ligne de conditionnement étaient la construction d un nouvel atelier, ou son implantation dans un atelier existant. 4.2.3.1. Construction d un nouvel atelier La construction d un nouvel atelier nécessite des travaux significatifs, notamment en termes de terrassement, génie civil et implantation d équipements de sûreté (ventilation bâtiment, surveillance radioprotection, surveillance incendie, ). 4.2.3.2. Implantation dans un atelier existant (STE3-B) Plusieurs raisons ont conduit au choix de l atelier STE3-B pour l implantation de la ligne de traitement et conditionnement des boues. 4.2.3.2.1. Nature des déchets à conditionner Les boues de STE2 entrent dans la même catégorie de déchets (déchets moyenne activité à vie longue, MA-VL) que les boues de STE3, même si elles présentent certaines caractéristiques chimiques et radiologiques différentes. Les principales dispositions de sûreté mises en place dans l atelier STE3-B restent donc adaptées au conditionnement des boues de STE2. 7
4.2.3.2.2. Disponibilité dans l atelier STE-B L atelier STE3-B comportait initialement deux chaines d enrobage (chaînes A et B). Depuis 1995, une «Nouvelle Gestion des Effluents (NGE)» a été mise en place. Elle permet de recycler la majorité des effluents «A» vers les unités de concentration des INB 33, 116 ou 117, minimisant ainsi la quantité d effluents devant subir un traitement chimique, et donc les quantités de boues à bitumer. Une des deux chaînes (la chaîne A) a donc été arrêtée et est en cours de démontage à la date de rédaction du présent dossier. Son emplacement sera disponible pour l implantation de la nouvelle ligne de conditionnement. 4.2.3.2.3. Optimisation du transfert Le procédé de référence pour le conditionnement des boues de STE2 était le bitumage dans STE3-B. Les différentes études relatives à la reprise et au transfert des boues ont donc été menées en considérant leur transfert vers STE3-B. L implantation dans STE3-B évite de remettre en cause ce volet des opérations de reprise des boues. 4.2.3.2.4. Limitation de l impact sur l environnement Le fait d implanter la ligne de production dans un atelier existant contribue à minimiser l impact du projet sur l environnement, tout d abord en réduisant l impact lié aux travaux de construction, en limitant les consommations d utilités (en partie mutualisées avec le reste de l atelier). 4.2.4. Solutions considérées concernant l entreposage des colis Les colis C5 entrent dans la catégorie des déchets de moyenne activité à vie longue (MA-VL). En France, la solution à retenir pour la gestion à long terme de cette catégorie de déchets relève d une décision parlementaire (conformément à l article 3 de la loi du 28 juin 2006, codifié au code de l environnement à l article L542-1-1-1). Dans l attente de la définition d une filière, les conteneurs seront entreposés au sein de l établissement de la Hague, conformément aux dispositions du plan national de gestion des matières et des déchets radioactifs (PNGMDR). Pour l entreposage des colis comme pour l implantation de la nouvelle ligne de conditionnement, deux grandes options étaient envisageables : la construction d un nouvel atelier ou l utilisation d ateliers existants. Plusieurs raisons ont naturellement conduit à retenir l utilisation de STE3-S et D/E EB : catégorie de déchets : les colis C5 appartiennent à la même catégorie de déchets (MA-VL) que les fûts d enrobé de bitume, pour lesquels les halls d entreposage de STE3-S et D/E EB ont été initialement conçus ; disponibilité : le nombre de fûts d enrobé de bitume produits par an ayant été considérablement réduit, plusieurs halls d entreposage sont disponibles ; proximité et transfert : les halls sont attenants à STE3-B et les dispositifs de transfert des colis existent. Leur adaptation aux colis C5 ne nécessite que des modifications mineures ; 8 limitation de l impact sur l environnement : de même que pour la ligne de production, l utilisation des halls existants permet de limiter l impact lié aux travaux et les consommations d utilités.
4.3. SOLUTION RETENUE La solution retenue est la suivante : pour le procédé de traitement et conditionnement des boues de STE2 : séchage des boues, compactage des poudres sous forme de pastilles, conditionnement dans un colis rempli d un matériau inerte (sable), dénommé «colis C5» ; pour l implantation de la ligne de traitement et conditionnement des boues : la nouvelle ligne est implantée en lieu et place de l ancienne chaîne A de bitumage de STE3-B ; pour le devenir des colis dans l attente de la définition d une filière : les colis produits sont entreposés sur l établissement de la Hague, dans des halls existants de STE3-S et D/E EB. Cette solution présente des avantages notables du point de vue des préoccupations environnementales : le choix du compactage permet de réduire de moitié le volume de déchets produits : au lieu de 35 000 fûts de bitume correspondant à volume total de 8 200 m 3, la solution retenue conduira à la production d environ 14 500 colis C5, soit un volume de l ordre de 4 150 m 3 ; les colis produits garantissent une bonne stabilité des substances conditionnées, grâce à la tenue mécanique des poudres compactées et le comblement des vides par du sable ; l implantation de la ligne de production et de l entreposage des colis dans des ateliers existants permet de limiter l impact du projet sur l environnement. 9