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par Jan van Aarle, Bernard Knecht et Auguste Zurkinden, Division principale de la sécurité des installations nucléaires, section Transports et gestion des déchets, CH-5232 Villigen-DSN (Reproduction d'un article paru dans la revue Strahlenschutzpraxis no 3/2003, pages 38 ss. Traduction ASPEA)
On a appris en 1998 que lors de transports de combustibles usés suisses vers les usines de retraitement françaises et britanniques, des dépassements des valeurs limites de contamination relevant du droit sur les marchandises dangereuses avaient été constatés à plusieurs reprises. Des transports de conteneurs vides à destination de la Suisse étaient aussi impliqués. Les autorités compétentes des pays concernés exigèrent immédiatement une série de mesures destinées à éviter de tels dépassements des valeurs limites. Des mesures techniques, radiologiques et organisationnelles ont été prises en Suisse. Entre les mois d'août 1999 et d'octobre 2002, on a réalisé 37 transports de combustibles usés ainsi que trois transports de résidus vitrifiés de haute activité issus de retraitement: des dépassements des valeurs limites de contaminations et de débits de dose prescrites par la législation sur les marchandises dangereuses n'ont été constatés pour aucun de ces transports. Ceci souligne l'efficacité des mesures prises et l'attention accrue des exploitants en matière de contaminations.
Historique
Des transports d'assemblages combustibles usés des centrales nucléaires suisses vers les usines de retraitement de Cogema en France, et de BNFL en Angleterre, ont lieu régulièrement depuis le début des années 70. En avril 1998, l'autorité compétente suisse, à savoir la Division principale de la sécurité des installations nucléaires (DSN), a été informée par l'autorité compétente française que des dépassements des valeurs limites légales de contamination pour les marchandises dangereuses avaient souvent été constatées au terminal ferroviaire de Valognes, en France. Ces contaminations se trouvaient aussi bien du côté extérieur des conteneurs de transport qu'à l'intérieur des wagons de chemin de fer. Dans certains cas, les valeurs limites légales ont été dépassées de plusieurs ordres de grandeur. Non seulement des transports entre les centrales nucléaires françaises et Cogema étaient concernés, mais aussi des transports entre l'Allemagne et la France, ainsi qu'entre la Suisse et la France. Il est apparu clairement par ailleurs que des contaminations étaient également survenues pour des transports depuis et vers BNFL. Face à ces constatations, l'Office fédéral de l'énergie (OFEN) suspendit toutes les autorisations de transport à l'étranger d'assemblages combustibles usés de centrales nucléaires suisses.
Suite à une évaluation des mesures d'amélioration proposées par les exploitants de centrales nucléaires, et après des entretiens avec les autorités françaises, britanniques et allemandes compétentes, la DSN a publié en mars 1999 un rapport [1] précisant sur les mesures techniques, radiologiques et organisationnelles prévues dans le but de garantir à l'avenir le respect des valeurs limites de contamination. Une fois les mesures exigées mises en oeuvre par les entreprises concernées par les transports (expéditeurs, destinataires, transporteurs et organisateurs des transports), l'OFEN donna son feu vert à la reprise des transports et accorda la première autorisation en août 1999.
Entre les mois d'août 1999 et d'octobre 2002, 37 transports de combustibles usés (19 à destination de Cogema, 11 de BNFL et 7 du Centre de stockage intermédiaire Zwilag), ainsi que trois transports de résidus vitrifiés de haute activité de l'usine de retraitement française de La Hague à Zwilag ont eu lieu. Tous ces transports se sont déroulés sans dépassement des valeurs limites légales de contamination pour les marchandises dangereuses. Le tableau 1 montre tous les transports qui ont été effectués. Les mesures techniques, radiologiques et organisationnelles exigées par la DSN sont décrites ci-dessous.
Mesures techniques
Les investigations menées ont permis de conclure que les contaminations constatées étaient essentiellement liées aux processus de chargement et de déchargement dans les piscines de stockage du combustible usé de centrales nucléaires et des usines de retraitement. Il était donc surtout nécessaire de prévoir une meilleure protection de la surface des conteneurs lors de leur chargement et de leur déchargement.
Mesures prévues lors de la livraison en Suisse de conteneurs de transports vides
Comme cela a été démontré dans le rapport de la GRS [2], des contaminations qui se sont fixées sur un point pendant une série de transports peuvent devenir mobiles si les conditions changent. Une contamination démontrée ne doit donc pas obligatoirement provenir du dernier transport du conteneur. De plus, il est difficile de décontaminer des conteneurs de transport dont le dispositif d'évacuation de la chaleur comporte des ailettes de refroidissement. Les exploitants suisses de centrales nucléaires ont donc demandé qu'avant d'être expédiés en Suisse, les conteneurs de transport vides ou déchargés soient nettoyés à l'eau sous pression. La DSN a demandé par ailleurs que pendant une campagne de transport - normalement plusieurs transports successifs vers une centrale nucléaire suisse- les conteneurs ne puissent pas être utilisés ailleurs ("conteneurs exclusifs"). Pour tenir compte de l'exigence générale d'une extension des programmes de mesure, on a nettement élevé le nombre des mesures de contrôle qui doivent être effectuées en matière de contamination et de débit de dose à l'arrivée ou au départ des conteneurs de transport.
Pour la DSN, le traitement répété avec de l'eau sous pression fait que les conteneurs sont durablement nettoyés et réduit ainsi l'occurrence de contaminations. L'utilisation de conteneurs exclusifs diminue la probabilité que pendant une campagne de transport, un conteneur entraîne avec lui des contaminations provenant d'autres centrales nucléaires, en particulier étrangères. Les programmes de mesure élargis en matière de contamination et de débit de dose fournissent une vue d'ensemble améliorée sur la situation radiologique concernant les conteneurs de transport et les moyens de transport utilisés. Ces mesures seront donc poursuivies. Lors de l'arrivée à la frontière suisse de conteneurs vides de transport d'assemblages combustibles usés (transport ferroviaire ou routier), la DSN a exigé des mesures de contrôle de la contamination aussi bien sur les surfaces extérieures que sur les surfaces intérieures, facilement accessibles, des moyens de transport. Ces mesures ont servi en particulier à montrer à la population et aux employés concernés des chemins de fer que les futurs transports entreraient en Suisse sans contamination. Ces contrôles à la frontière ont aussi été effectués ultérieurement lors de la livraison de résidus vitrifiés de haute activité provenant du retraitement. Aucune contamination supérieure aux valeurs limites légales n'ayant été décelée pour l'ensemble des transports effectués entre août 1999 et octobre 2002, la DSN n'exige plus ces mesures depuis janvier 2003, aussi afin d'éviter ainsi des retards inutiles à la frontière.
Mesures prises lors du chargement de conteneurs de transport en Suisse
L'analyse des raisons des contaminations a montré que celles-ci étaient surtout imputables à une protection défectueuse de la surface des conteneurs pendant le chargement, lorsque le conteneur se trouve dans la piscine des assemblages combustibles. La DSN a donc exigé les mesures suivantes dans le contexte du chargement des conteneurs: analyse des nucléides de l'eau de la piscine avant et après le chargement, mesures de la contamination sur le côté intérieur des chemises de protection, recouvrement supplémentaire des conteneurs, ainsi que mesure et enregistrement du débit et de la différence de pression de l'eau dans l'espace entre la surface du conteneur et la chemise de protection.
L'analyse de l'eau de la piscine avant et après le chargement a montré de manière générale une augmentation de l'activité due essentiellement à des produits de corrosion. Elle n'a fourni toutefois aucun indice évident d'une pénétration de contaminations dans l'eau de la piscine. Le nettoyage régulier de l'eau de la piscine en dessous d'une certaine valeur directrice d'activité garantit tout de même des conditions radiologiques optimales. La mesure de l'activité après le chargement permet de tirer des conclusions sur la situation radiologique après la sortie du conteneur de la piscine. Du fait du peu de travail qu'elles exigent, ces mesures seront maintenues.
Les chemises de protection utilisées dans les centrales nucléaires suisses pour les conteneurs de transport empêchent surtout la zone d'évacuation de la chaleur d'entrer en contact avec l'eau de la piscine. Une contamination sur le côté intérieur de la chemine de protection pourrait s'étendre à la zone d'évacuation de la chaleur. C'est la raison pour laquelle les parois intérieures des chemises de protection doivent être contrôlées avant et après le chargement. Cette exigence reste maintenue pour les conteneurs de transport équipés d'une chemise de protection.
Il a été exigé par ailleurs que le haut et le fond du conteneur soient recouverts d'un film autocollant pour parvenir à une protection maximale du conteneur. Les expériences montrent que de telles protections supplémentaires sur le haut et le fond des conteneurs contribuent très efficacement à éviter des contaminations et facilitent la décontamination des conteneurs chargés. Cette exigence est donc maintenue.
Pendant la période où le conteneur se trouve dans la piscine des éléments combustibles, l'espace entre la surface extérieure du conteneur et la chemise de protection est rincé en permanence avec de l'eau inactive. L'eau de la piscine ne peut pas être contaminée si la surpression hydrostatique dans l'espace situé entre le conteneur et la chemise de protection est maintenue. Il est possible d'interrompre la circulation d'eau en bouchant par exemple l'amenée d'eau inactive, ce qui entraînerait une perte de la surpression dans l'espace intermédiaire et éventuellement une contamination du conteneur. C'est pourquoi la DSN a exigé que la circulation d'eau de rinçage et la différence de pression soient enregistrées en permanence. La DSN est d'avis que la surveillance de la différence de pression et de la circulation d'eau dans l'espace entre le conteneur et la chemise de protection doit être maintenue pour les conteneurs dont la zone d'évacuation de la chaleur est protégée par une chemise de protection.
Mesures avant l'envoi, à partir de centrales nucléaires suisses, de conteneurs chargés
La DSN a exigé les mesures suivantes dans le contexte de l'expédition de conteneurs de transport chargés: nettoyage à la vapeur du conteneur chargé, programme de mesures étendu concernant la contamination et le débit de dose sur le conteneur et le moyen de transport, et contrôle de la contamination du conteneur et du moyen de transport par une institution indépendante.
Après son chargement, le conteneur est soulevé de la piscine du combustible, séché, nettoyé, et sa contamination est contrôlée. Pour améliorer encore le processus, la DSN a exigé un nettoyage supplémentaire à la vapeur avec des appareils classiques. Les mesures de l'activité réalisées dans l'eau de condensation récupérée indiquent des activités régulièrement mesurables même si aucune contamination n'était mesurable avant le nettoyage. Ces résultats confirment que le nettoyage à la vapeur est nécessaire et doit être poursuivi.
Les documents exigés pour les transports d'assemblages combustibles usés vers des usines de retraitement ou à Zwilag, ou pour les transports de résidus vitrifiés de haute activité, ont été largement uniformisés. Ils contiennent les relevés du programme étendu de mesure de la contamination et du débit de dose sur le conteneur et le moyen de transport. A l'heure actuelle, le nombre des points de mesure est environ trois fois plus élevé qu'avant 1999. Pour avoir une meilleure vue d'ensemble de la situation radiologique concernant le conteneur et le moyen de transport, la DSN a exigé que les valeurs de mesure effectives (pas seulement le respect des valeurs limites légales) soient documentées. Pour la DSN, la nouvelle documentation de transport, avec le programme de mesures élargi prévu, convient pour déterminer avec une probabilité élevée les contaminations éventuelles sur le conteneur et le moyen de transport. Cette mesure sera donc maintenue à l'avenir.
Le contrôle indépendant de la contamination sur les conteneurs et les moyens de transport a tout d'abord été exigé par la SNCF française pour tous les transports ferroviaires d'assemblages combustibles usés et de résidus vitrifiés de haute activité réalisés sur son réseau. La DSN a exigé également des contrôles supplémentaires indépendants pour les transports d'assemblages combustibles usés effectués par la route, ainsi que pour tous les transports intérieurs. La DSN estime que ces contrôles indépendants contribuent de manière significative à instituer la confiance dans la sûreté du déroulement de transports de combustibles usés et de résidus vitrifiés de haute activité. Cette mesure sera donc maintenue elle aussi à l'avenir.
Mesures radiologiques
Autre mesure favorisant la confiance dans la sûreté des transports de combustibles usés et de résidus vitrifiés de haute activité: en accord avec les Chemins de fer suisses (CFF), la DSN a exigé l'enregistrement des doses individuelles des employés de chemin de fer participant aux transports, employés qui ne sont généralement pas classés comme personnels exposés aux radiations dans l'exercice de leur profession. La DSN a donc demandé que tous les transports ferroviaires effectués en Suisse soient accompagnés par des spécialistes qualifiés en radioprotection afin de mesurer et d'enregistrer le débit de dose et la durée d'exposition de chaque employé des chemins de fer concerné. Les résultats des 26 transports ferroviaires effectués entre août 1999 et octobre 2002 ont montré que la dose individuelle maximale des employés des chemins de fer atteignait 2 uSv par transport. Les données enregistrées montrent qu'il n'existe aucune mise en danger radiologique des employés de chemins de fer participant aux transports. Ces mesures ne seront donc pas poursuivies.
Mesures organisationnelles
L'analyse des raisons de l'apparition de contaminations sur des conteneurs et des véhicules de transport a montré que des contaminations sont survenues régulièrement pendant plus de 10 ans sans que quoi que ce soit n'ait été entrepris pour améliorer la situation. Ceci a été possible parce que les transports de matières radioactives n'impliquaient aucune obligation de notification mutuelle en cas d'écarts par rapport aux valeurs limites légales. Afin d'améliorer cette situation, la DSN a décidé que tous les écarts en matière de valeurs limites pour les débits de dose et les contaminations devraient être annoncés par la centrale nucléaire concernée. La DSN a par ailleurs demandé aux centrales nucléaires suisses d'intégrer cette exigence dans leurs programmes d'assurance qualité. Pour les transports de matières radioactives qui exigent une autorisation de droit atomique, cette autorisation doit être demandée par toutes les entreprises qui participent au transport (expéditeur, destinataire, transporteur et organisateur du transport). Pour garantir que les divers partenaires aient conscience de leurs responsabilités, l'autorisation contient des conditions claires que chacun doit remplir.
Ces mesures ont donné lieu à de bonnes expériences non seulement pour le transport de combustibles usés aux usines de retraitement française et anglaise, mais aussi pour les transports intérieurs de combustibles usés et les transports de résidus vitrifiés de haute activité à Zwilag. Tous ces transports se sont déroulés dans le respect total des exigences légales en matière de contamination et de débit de dose. Les mesures seront donc maintenues.
Conclusions
Entre les mois d'août 1999 et d'octobre 2002, les centrales nucléaires suisses ont réalisé 37 transports de combustibles usés à destination des usines de retraitement de France et d'Angleterre, ainsi que du Centre de stockage intermédiaire suisse de Würenlingen (Zwilag). Tous ces transports se sont déroulés dans le respect des valeurs limites de contamination et de débits de dose prescrites par la législation sur les marchandises dangereuses. Trois transports de résidus vitrifiés de haute activité ont par ailleurs eu lieu entre l'usine française de retraitement et Zwilag. Ces transports n'ont pas donné lieu non plus à des écarts.
Ces résultats sont encourageants et montrent que les mesures exigées en mars 1999 [1] par la DSN ont contribué durablement au respect des valeurs limites légales en matière de contamination et de débit de dose. La DSN a étayé ceci en octobre 2002 dans son bilan sur les transports de combustibles usés [3] et a fixé ainsi la base des futurs transports.
Références bibliographiques
[1] Stellungnahme zu den Kontaminationen beim Transport abgebrannter Brennelemente, HSK-AN-3504, March 1999
[2] Gutachterliche Stellungnahme zu aufgetretenen Kontaminationen bei der Beförderung von Behältern mit abgebrannten Brennelementen aus deutschen Kernkraftwerken, Bericht der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) mbH, 11. September 1998
[3] Bilanz über die Transporte abgebrannter Brennelemente, HSK-AN-4434, November 2002
Source
Jan van Aarle, Bernard Knecht et Auguste Zurkinden; Traduction ASPEA