Gestion des déchets nucléaires

Chercheurs permanents : Chercheurs permanents : Céline Cannes (CR), Sylvie Delpech (DR), Davide Rodrigues (IR), Tracy Bellande (T)

Description des activités de recherche

L’exploitation et le démantèlement des installations nucléaires produisent de grandes quantités de déchets métalliques, qui sont conditionnés et stockés en fonction de leur activité et de leur période. Le conditionnement des déchets métalliques de faible et moyenne activité à vie longue consiste à les enrober avec un ciment dans un colis pour éviter une corrosion avec l’eau et l’oxygène. Cependant, certains métaux sont réactifs dans les matrices usuelles, telles que les ciments Portland, et produisent de l’hydrogène par corrosion aqueuse. Les quantités admissibles de H₂ en stockage correspondent à la concentration limite d’explosivité ou de montée en pression qui peut conduire à l’endommagement du colis et ainsi à la perte de confinement de la radioactivité. De nouvelles matrices de conditionnement, sont à l’étude pour évaluer les risques engendrés lors du conditionnement et pour réduire la production de H₂.

Divers projets concernent la réactivité en milieu cimentaire des déchets métalliques massifs générés lors du démantèlement des réacteurs Uranium Naturel Graphite Gaz (Al, Al-Mg, MgZr) et les déchets métalliques générés par les réacteurs de fusion (Be, W). La problématique des déchets nucléaires sous forme de poudres, présentant une réactivité accrue, est également étudiée. Il est envisagé de dissoudre les poudres métalliques dans des hydroxydes fondus à 250°C. La solution obtenue peut ensuite être utilisée pour préparer la matrice de conditionnement. Des projets sont aussi consacrés au développement de formulations de ciments, soit pour diminuer le coût de fabrication des matrices de conditionnement, soit pour valoriser de l’uranium appauvri, en développant des bétons hautes performances pour différentes applications.

Ces études ont été réalisées au sein de l’équipe CHIMèNE dans le cadre de projets financés par NEEDS, du projet européen PREDIS (2020-2024), du projet européen EURAD2 (2024-2029), de 2 projets France 2030, SELF (2022-2026) et MAEVA (2022-2024) et de contrats de collaboration de recherche avec le CEA.

Collaborations

CEA, ORANO, partenaires européens du projet PREDIS et EURAD2

Thèses en cours

1 thèse débutera le 01/10/2025 sur le conditionnement des déchets radioactifs de magnésium métallique

Thèses soutenues

Richard Laflotte (Centrale Lille Institut, thèse financement CEA 2021-2025) : Etude du béryllium dans les matrices cimentaires en présence de piégeurs à hydrogène.
Gabriel Poras (Université de Montpellier, financement CEA 2021-2023) : Etude du conditionnement d’alliages d’aluminium dans une matrice à base de ciment phosphomagnésien.
Pauline Bouhier (Université Paris-Saclay, financement CEA 2019-2021) : Etude comparative du Be et de ses simulants pour son conditionnement en matrice cimentaire.
Hugo Lahalle (Université de Bourgogne, financement CEA 2014-2016) : Conditionnement de l’aluminium métallique dans les ciments phospho-magnésiens.

Post-doctorats réalisés

Kim Le, Réactivité de l’acier du colis primaire des déchets métalliques radioactifs au contact des ciments phosphomagnésiens et développement de formulation bas coût de ciments phosphomagnésiens, Projet européen PREDIS, 09/2021-12/2023.
Elodie Lacroix, Préparation de bétons performants à base d’uranium appauvri, Projet France 2030 MAEVA, 11/2022-04/2024.

Description des activités de recherche

Collaborations

Thèses en cours

Thèses soutenues

Post-doctorats réalisés

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