1 Le « cycle du combustible » 1. Les éléments transuraniens sont des éléments chimiques qui sont plus lourds que l’uranium (numéro atomique 92). Les principaux sont le neptunium (93), le plutonium (94), l’américium (95), le curium (96). Dans un réacteur, ils dérivent de l’uranium lors de réactions secondaires, autres que la fission. Le minerai d’uranium est extrait, puis purifié et concentré sous forme de Yellow Cake sur les sites miniers. Le concentré solide est ensuite transformé en hexafluorure d’uranium (UF6) à la suite d’opérations de conversion. Ces opérations sont réalisées dans les usines Orano de Malvési et du Tricastin. Ces usines, réglementées au titre de la législation des installations classées pour la protection de l’environnement (ICPE), utilisent de l’uranium naturel dont la teneur en uranium-235 est de l’ordre de 0,7 %. La plupart des réacteurs électronucléaires dans le monde utilisent de l’uranium légèrement enrichi en uranium-235. La filière des réacteurs à eau sous pression (REP) nécessite, par exemple, de l’uranium enrichi en isotope-235. En France, l’enrichissement de l’UF6 entre 3 % et 6 % est réalisé par ultracentrifugation dans l’usine Georges Besse II (GB II) du Tricastin. Cet UF6 enrichi est ensuite transformé en oxyde d’uranium sous forme de poudre dans l’usine Framatome de Romans‑sur‑Isère. Les pastilles de combustible fabriquées avec cet oxyde sont introduites dans des gaines pour constituer des «crayons», lesquels sont réunis pour former les assemblages de combustible. Ces assemblages sont alors introduits dans le cœur des réacteurs où ils délivrent de l’énergie, notamment par fission des noyaux d’uranium-235. Avant leur utilisation dans les réacteurs, les combustibles nucléaires neufs peuvent être entreposés dans un des deux magasins interrégionaux (MIR) exploités par EDF au Bugey et à Chinon. Par ailleurs, Framatome a repris en 2023 la fabrication d’assemblages combustibles à base d’uranium issu du retraitement enrichi (URE) à destination de la centrale nucléaire de Cruas-Meysse. Après une période d’utilisation de l’ordre de trois à quatre ans, les assemblages de combustibles usés sont extraits du réacteur puis refroidis en piscine, d’abord sur le site même de la centrale où ils ont été mis en œuvre, puis dans l’usine de retraitement Orano de La Hague. Dans cette usine, l’uranium et le plutonium des combustibles usés sont alors séparés des produits de fission et des autres éléments transuraniens(1). L’uranium et le plutonium sont conditionnés puis entreposés en vue d’une réutilisation ultérieure. Le « cycle du combustible nucléaire » débute avec l’extraction du minerai d’uranium et s’achève avec le conditionnement, en vue de leur stockage, des déchets radioactifs provenant des combustibles usés. En France, les dernières mines d’uranium étant fermées depuis 2000, le «cycle du combustible» concerne la fabrication du combustible, son retraitement à l’issue de son utilisation dans les réacteurs nucléaires, la valorisation des produits issus du retraitement qui peuvent l’être et la gestion des déchets. Les installations nucléaires concourant au «cycle du combustible», dont chacune est unique, constituent les maillons d’une chaîne dont le fonctionnement peut être significativement perturbé si l’une d’entre elles est défaillante. Les exploitants des usines du «cycle» font partie des groupes Orano ou EDF (Framatome): Orano exploite l’usine Melox à Marcoule, les usines de La Hague, l’ensemble des usines du Tricastin, ainsi que les installations de Malvési. Framatome exploite les installations du site de Romans‑sur‑Isère. L’Autorité de sûreté nucléaire (ASN) contrôle la sûreté de ces installations industrielles, qui manipulent des substances radioactives comme de l’uranium ou du plutonium, et présentent des enjeux de sûreté spécifiques, notamment des risques radiologiques associés à des risques toxiques. L’ASN contrôle la cohérence globale des choix industriels faits en matière de gestion du combustible qui pourraient avoir des conséquences sur la sûreté. En 2023, Orano a procédé à la mise en service, sur le site de La Hague, de trois nouveaux évaporateurs concentrateurs de produits de fission (NCPF T2) de l’usine UP3-A, remplaçant ainsi les équipements précédents qui présentaient une corrosion plus avancée que prévue à leur conception, ainsi que d’une nouvelle extension des capacités d’entreposage des matières plutonifères. La situation de l’usine Melox s’est améliorée en 2023 par rapport aux années précédentes, en matière de qualité et de quantité de production de combustible MOX (Mélange d’OXydes d’uranium et de plutonium). Ces éléments contribuent à stabiliser le fonctionnement du «cycle du combustible», même si celui-ci présente toujours peu de marges en cas d’aléas et que les parades à mettre en place pour pallier la saturation des piscines d’entreposage de combustibles usés restent à déployer. Au regard des performances des sites en 2023 et des actions entreprises par leurs exploitants pour les améliorer, l’ASN considère que le fonctionnement d’ensemble du «cycle du combustible» est en voie d’amélioration, mais demeure fragile. 12 334 Rapport de l’ASN sur l’état de la sûreté nucléaire et de la radioprotection en France en 2023 • 12 • Les installations du «cycle du combustible nucléaire»
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