Brevet FR2793343A1 — publié le 20001110

CREATION DE SITES AU SOL, SOUS CONTROLE, POUR LA GESTION DES STOCKS DE DECHIETS NUCLEAIRES. Création de sites, au départ de rez-de-chaussée, sous contrôle permanent, pour le gardiennage et la gestion des stocks de déchets nucléaires. Le procédé décrit dans la présente invention apporte une solution technique simple et sûre au problème du gardiennage des déchets nucléaires, qui se pose en Europe, au Japon, et se posera inéluctablement à toute la planète. A l'usage: Ils serviront de modèles expérimentaux pour définir les sites nécessaires, aux pays dépourvus de terrils. Toute production d'énergie en masse implique inévitablement la production connexe de déchets. Ces déchets sont les sous-produits indésirables: - issus de la combustion de matières brûlées - ou de la réaction de matières mise en oeuvre pour produire en filière chaleur -> vapeur et électricité. Les déchets produits par la combustion des hydrocarbures fossiles: Tar, pétrole, gaz, (liquéfiés ou non) et de la houille de bassin, sont finalement de deux sortes Les déchets lé2ers: Gazeux, invisibles, quoique permanents. Ils ne posent pas de question de stockage. Ils se stockent d'eux-mêmes, en se diluant spontanément dans l'atmosphère qui s'enrichit progressivement mais sûrement jusqu'à des taux jamais éprouvés par les mammifères de la planète. Il s'agit principalement d'anhydride carbonique CO 2, d'anhydride sulfureux SO 2, d'imbrûlés dispersibles, et de gaz de faibles poids moléculaires 'méthane, propane, butane...) perdus lors des opérations de liquéfaction, de manipulations pendant le transport, le stockage, le raffinage ou le dépotage à la distribution. Ces déchets restant dans l'atmosphère, après avoir été libérés par la combustion. SO 2, lavé par la pluie dorme "les pluies acides" selon la réaction théorique: SO 2 + H20 (eau de pluie) -> S03 H2 (acide sulfureux dilué). On peut schématiquement écrire la combustion des hydrocarbures, (exemple du méthane, le plus simple): CH4 + 202 -> C02 + 2H20 + CHALEUR avec consommation d'oxygène et formation de C02, provoquant ainsi "l'effet de serre", irréversible. On ne sait pas comment baisser significativement la teneur en C02 de l'atmosphère, aussi le seul moyen actuel de la maîtriser est d'éviter d'en produire! La menace est grande, comme il a été admis à la Conférence de Kyoto en 1997, d'une perturbation irréversible des climats. Les déchets lourds: Déchets solides, minéraux, bien présents physiquement. Ils ne polluent pas l'atmosphère mais le paysage environnemental, en nécessitant la mise en tas d'énormes "terrils", véritaJes collines noires, artificielles de crassiers, de "stériles", silicates, insolubles, silices, gangues, cendres, déchargés nus sur le carreau, en pleine nature. Ces déchets sont devenus le blason admis, familier, des paysages miniers. On n'a pas pu s'en débarrasser dans le siècle, et d'autres siècles n'en verront pas la fin non plus. Ces déchets ont posé des problèmes à la société industrielle émergente, du siècle dernier, avec des impératifs pour leur stock immédiat. Il a fallu les admettre d'évidence, puis par consensus des pays concernés. Les déchets nucléaires: Les centrales nucléaires ne produisent pas de déchets légers, ni de C02 dispersibles dans l'atmosphère puisqu'il n'y a pas combustion mais réaction. Par contre, ces centrales nucléaires sous-produisent, durant le cycle d'utilisation de la charge du "combustible" nucléaire, des déchets lourds. Ces déchets lourds contiennent du plutonium en telle quantité, qui ne permet pas d'utiliser la charge plus longtemps. Ces déchets nucléaires "bruts", trop riches en plutonium doivent être traités par une extraction acide qui entraîne le plutonium et laisse le déchet traité, exempt de plutonium. Le "déchet traité" et la phase acide riche en plutonium sont produits conformément à des procédures et selon des normes bien définies, "à façon" pour le compte de clients étrangers. Les déchets provenant de centrales étrangères sont rapatriés dans leur pays d'origine: Allemagne, Japon... après traitement et les déchets français sont stockés en attente, dans des conditions de sécurité bien définies. Ce traitement de déchets nucléaires lourds par lavage acide, sefait en Europe actuellement, dans deux sites: l'usine COGEMA de La Hague et la BNFL au Royaume Uni. La COGEMA traite environ 1.600 tonnes (mille six cent) par an, à comparer aux 5.000 tonnes (cinq mille) traités dans le monde actuellement. Ma2asina2e et 2ardiennaee de ces déchets: Ces déchets sont magasin6s dans des conteneurs étanches, capables d'assurer une double fonction d'isolement: 1) Effet de déchets sur l'environnement,. 2) Effet de l'environnement sur les déchets évitant ainsi tout risque de mutuelle contamination par transfert, depuis les aires de stockage. O stocker ces déchets? Les terrils: Constitués par les "déchets lourds" (cf page 4) Ces constituants se sont tassés, compactés sur leur base, sous l'effet de leur énorme charge dans un temps d'un siècle et demi. Ils présentent une structure assez homogène du fait de la provenance suivie des déchets d'un même puits sur le même terril. Les terrils sont de formes coniques ou tronc-coniques ou pyramidales irrégulières. Ils ont été déposés, déchargés sur le sol depuis leur sommet jusqu'à leur base, en large cercle, et sous l'effet du climat (pluie, gel, dégel, soleil, chaleur, alternés) qui s'est révélé propice à leur perrénité. Aménagement des terril: A leur base, en "rez-de-chaussée", considéré comme côte 0,0-, du sol initial, pourraient être percés des axes, (N-S ou E-O, par exemple) des tunnels, de part en part du terril. Equipés de voies étroites, le long de quais o les conteneurs de déchets "bons pour le stockage", avec fiche de repérage, p-urraient être logés dans des alvéoles pour un ou plusieurs conteneurs. Un wagon-grue monté pour le réseau assurant la manipulation facile du conteneur à loger ou à déloger selon la gestion des stocks, généralement en ffits métalliques de 200 litres. Le procédé de stockage sous-terril, selon l'invention peut s'appliquer à toutes les houillères hors- service, après avoir reconnu les terrils aptes à l'aménagement pour gardiennage des déchets de plus ou moins longue durée. Les terrils pouvant être couplées par sites de plusieurs, avec des standards de contrôles coordonnés à ces sites. Les sites pouvant être aménagés en pays non nucléaires, ou intéressés par leur potentiel de stockage à louer ou à céder. Le stocka2e sous-terril: Avant ou après le traitement, les déchets pourraient être stockés au sein de "terrils" aménagés selon la présente invention, et pour une durée indéterminés, mais sous contrôle permanent. Les terrils offrent les avantages suivants 1) Géographiquement près de COGEMA (La Hague) 2) Accès facile par réseaux routiers ou ferrés 3) Eloigné des implantations urbaines 1 5 4) Sur terrain plat et sain propice au rez-de-chaussée ) Pas inondable, maîtrise-d'infiltrations des eaux 6) Climat tempéré, non sujet à catastrophes naturelles 7) Liaisons et communications aisées 8) Terrils pouvant être entourés de murs de rétention ou de protection 9) Laboratoire interne pou r contrôles automatiques (flux d'air, températures, ventilation...) ) Terrain de valeur dévalués (mines) 11) Etude de la corrosiondans le temps 12) Modèles expérimentaux de gestion La maîtrise de déchets lourds permanents de l'industrie nucléaire est un grave problème. Il s'est posé à ceux qui commencèrent à exploiter les mines de houilles au siècle dernier. Ce qui était stérile, prélevé de la terre ne pouvait retourner à la terre. La seule solution acceptée qui compenserait l'apport énergétique dont la société ne pouvait plus se passer était le stockage en terrils des déchets. Les déchets nucléaires, protégés dans leur conteneurs peuvent bénéficier des mêmes sites de stockage dans la continuité de ceux de la houille. L'épaisseur confortable ds terrils forme une barrière sûre pour protéger l'environnement et de les en protéger. Les conteneurs conservés sous contrôle permanent, accessible en rez-dechaussée, seraient disponibles immédiatement. Ces sites n'étant pas onérçux à aménager peuvent être vite opérationnels en France ou à l'étranger (Belgique, Royaume-Uni, Pologne, Allemagne, Russie). Sites sous-terrains de Wittelsheim ou de la MDPA. Potasses d'Alsace, Allemagne... Cette solution décrite dans la présente invention est plus sûre et plus saine que "l'escamotage en haute-mer" ou dans la profondeur de sites accessibles et contrôlables difficilement. Capacités: La capacité moyenne de àtockage de déchets conditionnés serait d'après simple évaluation de 10 à 12 km de quais, par niveau équipé, de terril. REVENDICATIONS Revendication I Procédé pour le gardiennage et la gestion des stocks de déchets nucléaires, caractérisé en ce qu' -on magasine les déchets dans des conteneurs étanches -on stocke les conteneurs sous un terril muni de voies ferrées avec wagonnets équipés pour manipuler les conteneurs Revendication 2 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que des stations de surveillance interne de chaque terril contrôlent en permanence les conteneurs. Revendication 3 Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce qu'on entoure le terril d'un muret continu de rétention ou de protections