Effluents des installations nucléaires

L’exploitation d’une installation nucléaire entraîne la production d’effluents. Qu’ils soient liquides ou gazeux, certains contiennent des substances radioactives en proportions limitées. Collecte, contrôles, stockage, transport, réduction...

• Qu’est-ce qu’un effluent ?
• Comment sont-ils traités ?
• Quel suivi est effectué par les experts ?
• ...

Repères fait le point pour divers types d’installations nucléaires. Dans une centrale, les effluents radioactifs proviennent principalement de produits de fission et d’activation générés dans le réacteur. L’essentiel de leur radioactivité vient du tritium et du carbone 14 (voir webmag). Les effluents liquides sont collectés et traités une ou plusieurs fois pour retenir l’essentiel de leur radioactivité. Entreposage transitoire pour laisser celle-ci décroître, filtration à très haute efficacité, déminéralisation sur résine... Ces processus dépendent des caractéristiques radio-physico-chimiques de l’effluent. « Après traitement, une partie rejoint des réservoirs de contrôle avant le rejet dans l’eau – rivière, fleuve, mer – bordant la centrale. Sinon, ils sont recyclés dans l’installation, évitant le relâchement dans l’environnement », complète Anna Duprat, experte en sûreté des installations nucléaires (voir infographie ci-contre).

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Bla bla bla.

Deux types de rejets gazeux

Les rejets radioactifs gazeux relèvent de deux catégories. L’essentiel – plus de 90 % de l’activité annuelle déclarée au rejet – est composé d’effluents dits aérés. Ils proviennent de la ventilation des bâtiments nucléaires, maintenus en dépression pour prévenir la dissémination de la radioactivité. Après filtration, ils sont évacués dans l’air par la cheminée du bâtiment des auxiliaires nucléaires (Ban). Ceux dits hydrogénés sont produits notamment1 par les dégazeurs du système de traitement des effluents primaires. Outre l’hydrogène et l’azote, ils contiennent krypton, tritium, xénon, iodes, etc., produits de fission et d’activation. Pour réduire l’activité du mélange, ces derniers sont entreposés au moins trente jours dans des réservoirs sous atmosphère inerte. Après analyse, puis passage par des pièges à iode et des filtres à très haute efficacité (voir webmag), ils sont aussi rejetés via la cheminée du Ban.

« Le meilleur effluent est celui qui n’est pas généré »

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Recycler pour moins rejeter

L’IRSN identifie toutes les dispositions participant à limiter les rejets, tout en garantissant la sûreté. Le recyclage de l’acide borique3 figure parmi les améliorations qu’étudient ses experts dans un rapport de 2009 sur la gestion des effluents des centrales. Initiée en 2006 par celle de Saint-Laurent-des-Eaux (Loir-et-Cher), la réutilisation de cet émetteur bêta est depuis adoptée par les sites du Tricastin (Drôme), Bugey (Ain) et Gravelines (Nord). Le principe  ? Une modification oriente les effluents primaires usés4 – radioactifs et contenant du bore – vers un système permettant leur recyclage dans l’installation. Ceci évite leur rejet. C’est aujourd’hui un levier important de limitation des rejets pour les réacteurs de 900 MWe.

Si ce recyclage peut comporter des limites – respect des spécifications chimiques, risque de pollution –, son principe est retenu à la conception des réacteurs EPR de deuxième génération. Dans le respect des règles de sûreté, « cette stratégie diminue les volumes d’effluents éliminés par voie liquide. Elle contribue à abaisser les rejets d’autres substances radioactives », souligne l’experte.

Depuis le milieu des années 2000, les centrales qui ne recyclent pas l’acide borique recourent à d’autres modifications limitant leurs rejets dans l’environnement. Les sites dotés de réacteurs de 1 300 MWe mutualisent par exemple le stock de bore entre plusieurs tranches. Cette augmentation des capacités de stockage évite des rejets. Ces évolutions sont payantes : en vingt ans, le parc français a diminué ses rejets annuels d’acide borique d’environ 200 tonnes.

Des rejets divisés par sept

Une centrale génère des effluents chimiques, dont certains sont toxiques. C’est le cas de l’hydrazine5, cancérigène pour l’homme et toxique pour la reproduction. Lors de l’expertise des Darpe, l’IRSN identifie les sources de rejets de cette substance et les moyens mis en place localement pour les réduire.

Trois stratégies prometteuses sont repérées : la collecte des fuites d’hydrazine au niveau des pompes injectant le réactif dans le circuit secondaire, la destruction thermique de cette substance dans les générateurs de vapeur (GV) et sa dégradation chimique dans les réservoirs de collecte. Cette dernière consiste à l’oxyder dans les cuves recueillant les effluents liquides des circuits primaire et secondaire. Elle est déployée dès 2008 par les sites de Cattenom (Moselle) et de Nogent-sur-Seine (Aude). « Le retour d’expérience de ces installations sur la réduction des rejets d’hydrazine est positif. Nous avons demandé à EDF d’étudier la possibilité de généraliser ce dispositif à l’occasion des renouvellements des Darpe », rapporte Anna Duprat. Cette modification est systématisée depuis 2009.

Il en va de même de la destruction de ce composé chimique dans les GV lors du redémarrage des réacteurs après maintenance. Le recours à ces deux méthodes divise les rejets par sept par tranche entre 2007 et 2017.

Pour l’experte, la vigilance reste de mise : « Les nombreuses opérations de maintenance prévues en France en 20236 pourraient générer davantage de rejets chimiques et radioactifs. Vider, rincer et conditionner des circuits lors d’un arrêt de tranche augmente souvent des volumes d’effluents liquides. » Pas de relâchement : l’exploitant doit poursuivre ses efforts pour limiter les rejets de ses installations.

FOCUS

Effluents thermiques [surtitre]

Les réacteurs face au réchauffement climatique [titre]

Environ 1 °C de plus que la température du fleuve. C’est la marge accordée aux centrales françaises lorsqu’elles rejettent l’eau utilisée pour refroidir les réacteurs. En cas de fortes chaleurs, le code de l’environnement impose de réduire les effluents thermiques pour préserver la biodiversité aquatique. « Ils ne sont pas entreposables, à la différence de ceux radioactifs. Pour les limiter, il faut moins refroidir, donc baisser la puissance », précise Anna Duprat, experte en sûreté des installations nucléaires (lire p. 11 et 14). Le 9 mai 2022, la Gironde est anormalement chaude. La centrale du Blayais réduit sa production pendant quelques heures. Elle respecte le seuil réglementaire : 30 °C du 15 octobre au 15 mai, et à 36,5 °C le reste de l’année en aval de l’installation. Au cours de l’été, la température des fleuves continue à croître.

EDF demande à l’Autorité de sûreté nucléaire des modifications temporaires des limites de rejets thermiques en vue d’éventuels dépassements des seuils. L’Autorité accorde des dérogations du 13 juillet au 11 septembre à cinq centrales, mais demande à l’exploitant de surveiller davantage l’environnement. Il analyse taux d’oxygène, peuplement piscicole...

Selon son rapport préliminaire, les rejets thermiques de l’été 2022 n’ont pas d’effets notables sur les écosystèmes aquatiques. Face au défi climatique, l’IRSN lance des recherches étudiant l’impact sur la faune et la flore.

1. Ils proviennent aussi du balayage éventage de réservoirs sous matelas gazeux, dans lesquels le fluide primaire se dégaze.

2. Voir « Centrales nucléaires et environnement » sur www.edf.fr

3. L’acide borique est ajouté à l’eau du circuit primaire pour piéger les neutrons excédentaires.

4. Effluents aérés issus notamment de fuites ou d’opérations de vidange sur le circuit primaire et des connexes.

5. L’hydrazine sert à diminuer la concentration d’oxygène dans le circuit secondaire pour limiter le risque de corrosion.

6. EDF prévoit d’arrêter six réacteurs de 1 300 MWe pour des réparations dues à la corrosion sous contrainte

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