Chinon

(France)

Déchets nucléaires : Veolia et EDF font expertise commune

EDF et Veolia ont conclu un accord de partenariat pour co-développer des solutions innovantes dans les domaines du démantèlement des centrales nucléaires et du traitement des déchets radioactifs.

Enjeu

Faire face à l’arrivée en fin de vie d’un grand nombre de centrales nucléaires dans le monde.

Objectif

Démanteler une centrale nucléaire sans risques pour le personnel et l’environnement, et optimiser la gestion des déchets dangereux qui en résultent.

La réponse Veolia

En partenariat avec EDF, industrialiser deux solutions Veolia : la technologie GeoMelt® de traitement des déchets et la technologie Dexter de bras téléguidé.

En juin 2018, l’électricien public français EDF et Veolia signaient un accord de partenariat inédit visant à développer des technologies pour améliorer le traitement et la gestion des déchets issus du démantèlement des centrales nucléaires. Depuis, le partenariat s’est concrétisé avec le lancement d’une première entreprise commune au cours de l’été 2019.


GeoMelt®

GeoMelt®

traite des déchets nucléaires et dangereux depuis les années 1990 et a produit plus de 26 000 tonnes de verre à stocker.


Dexter

Dexter

un système de télémanipulation à distance

Une culture industrielle commune

Veolia, pionnière en matière de traitement des pollutions les plus difficiles, considère qu’il est aujourd’hui possible de changer de paradigme pour la gestion et le traitement des déchets radioactifs. Un des moyens pour y parvenir est de recourir à des technologies industrielles existantes et éprouvées en relevant le défi de leur adaptation à des applications nucléaires.

Cette approche a séduit EDF qui dispose à la fois des gisements de déchets susceptibles de bénéficier de ces développements technologiques, des capacités d’études et d’une expertise nucléaire reconnue capables d’accélérer la démarche de Veolia.

« Avec l’ingénierie nucléaire d’EDF et l’expertise de Veolia, nous avons eu l’envie réciproque d’étudier comment utiliser nos complémentarités pour créer conjointement de la valeur dans le domaine du démantèlement ou du traitement des déchets radioactifs », explique Sylvain Granger, directeur des projets déconstruction et déchets chez EDF.

Les deux entreprises ont ainsi décidé d’étudier un possible rapprochement sur deux sujets : le démantèlement des réacteurs de technologie graphite gaz grâce à des techniques robotiques d’une part, et le traitement des déchets radioactifs issus de l’activité nucléaire grâce au procédé de vitrification GeoMelt®, d’autre part.

Le potentiel de la vitrification n’en finit pas de surprendre

« On ne détruit pas la radioactivité, explique Jean-Christophe Piroux, directeur technique et innovation de Veolia Nuclear Solutions pour l’Europe continentale, en charge du projet GeoMelt®. Tout l’enjeu du traitement des déchets est donc de les conditionner dans une matrice vitreuse stable et sûre, qui présente des propriétés de confinement exceptionnelles, tout en réduisant le volume initial du déchet, permettant ainsi de préserver les capacités de stockage, en comparaison avec les procédés couramment utilisés, comme la cimentation, qui augmentent les volumes de déchets conditionnés. »

« Le choix du verre est crucial », poursuit Jean-Christophe Piroux. Il présente en effet un excellent comportement à long terme vis-à-vis du relâchement des radionucléides dans l’environnement. On considère que les déchets de faible et moyenne activités « à vie courte » mettront environ 300 ans avant que leur radioactivité diminue en dessous du bruit de fond naturel.

« Notre technique GeoMelt® offre aussi une solution pour les déchets particuliers, pour lesquels il n’existe pas de filière de traitement à ce jour », conclut Jean-Christophe Piroux. Aucun procédé de traitement et de stockage ne permet en effet de traiter certains déchets, ceux issus de la déconstruction des centrales nucléaires par exemple.

GeoMelt® est une solution intéressante, aussi bien sur le plan des performances qu’au niveau économique. Cette technologie a déjà fait ses preuves. L’autorité britannique de l’énergie atomique et le département américain de l’énergie y ont eu recours dans le cadre du traitement de déchets nucléaires. Sur le site de Hanford, aux États-Unis, 200 tonnes de verre ont ainsi été produites avec cette technique.

Dexter : un système de télémanipulation à distance

Dexter est un « bras » téléopéré, développé en interne par Veolia, qui réplique en temps réel les mouvements d’un bras humain. Le pilotage à distance par l’opérateur humain, via une liaison internet sécurisée, permet d’accéder à des environnements inaccessibles à l’homme, tels que les cœurs de réacteurs en cours de démantèlement. C’est le seul système de ce type qui compte plus de 15 000 heures de fonctionnement en conditions réelles.

L’opérateur voit sur son écran le lieu à inspecter, qui peut se trouver distant de plusieurs kilomètres. Pour gérer efficacement les imprévus dans un environnement inaccessible, plus de 2 000 outils ont été adaptés pour Dexter. À la fois solide et très maniable, il peut manipuler des objets de 10 kg (pour un bras) à 100 kg (deux bras avec une fixation grue), mais aussi attraper de petits objets tels qu’un crayon. Sa sensibilité incroyable lui permet de « sentir » une bande d’adhésif sur une surface plane.

Dans le cadre du partenariat entre EDF et Veolia, Dexter pourra être mis en œuvre pour trier, caractériser et emballer les déchets radioactifs générés par le démantèlement des empilements graphite. La plateforme de téléopération sera donc d’une sophistication technologique bien supérieure aux différents systèmes robotisés existant, aujourd’hui utilisés dans de nombreuses opérations.

Des robots dans l’arène du démantèlement

« L’enjeu actuel du démantèlement des centrales nucléaires concerne l’optimisation des procédés et leur industrialisation pour se préparer au changement d’échelle », explique Sylvain Granger.

Cela peut concerner les réacteurs UNGG (graphite-gaz), déjà arrêtés en France et en Grande-Bretagne, ainsi que les REP (réacteurs à eau pressurisée) dans le futur.

« Le démantèlement des cœurs des réacteurs au graphite est exceptionnel à tous égards, rappelle Sylvain Granger. Les équipements sont enchâssés dans une structure en béton très épaisse, d’une grande densité et très complexe d’accès. Au total, la masse du matériel à démanteler représente environ vingt fois celle des équipements équivalents pour un réacteur à eau légère. De plus, nous devons manutentionner, découper et conditionner un matériau très particulier, le graphite, alors que dans les opérations plus classiques, les matériaux concernés sont essentiellement du métal et du béton. »

C’est pour relever ce défi qu’EDF et Veolia s’associent et mettent en commun leurs compétences. Des solutions de téléopération seront étudiées dans le cadre de ce partenariat. Elles devront intégrer toutes ces contraintes, une opération qui devrait durer environ vingt ans.

Le système de télémanipulation à distance Dexter (voir encadré), parmi d’autres solutions développées par Veolia, a la particularité d’apporter une très grande dextérité – ainsi qu’un « retour de force* » instantané pour celui qui l’utilise.

Avec le démantèlement à distance et la vitrification, les équipes communes à Veolia et EDF franchissent pas à pas les obstacles techniques. « Grâce à la création d’entreprises communes, nous ambitionnons d’aller au-delà des simples échanges techniques. Ces partenariats doivent permettre l’émergence de modèles industriels innovants au service des projets les plus complexes », conclut François Parot, directeur des opérations de Veolia Nuclear Solutions pour l’Europe continentale.

* Le retour de force est une rétroaction : l’outil robotique télécommandé exerce une force au contact d’une pièce qu’il saisit puis manipule. Cette force est reproduite vers l’opérateur. Les mécanismes de retour de force fonctionnent par ordinateur afin de restituer la rétroaction de force qui serait sentie si l’opérateur agissait avec ses propres mains.

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