Traitement et conditionnement

L’ONDRAF dispose, sur son site de Dessel, exploité par Belgoprocess, d’installations destinées au traitement et au conditionnement de déchets radioactifs. On y assure, pour le compte des producteurs qui ne disposent pas sur leur site des installations nécessaires, la conversion des déchets radioactifs en colis de déchets conditionnés qui répondent aux exigences de concentration, de confinement et de durabilité permettant de garantir une gestion sûre à long terme.

Le volume initial du déchet est réduit par évaporation, compaction ou encore incinération et le résidu de ces opérations placé dans une enveloppe de confinement, généralement un fût métallique, destiné à éviter la dispersion des substances radioactives. Le résidu est généralement enrobé dans une matrice de ciment, de béton ou de verre, qui, en se solidifiant, immobilise les substances radioactives. Le résultat final est un produit fini solide, compact et chimiquement stable.

Certains producteurs assurent eux-mêmes le traitement et le conditionnement d’une partie de leurs déchets, dans des installations agréées par l’ONDRAF et conformément à ses critères d’acceptation. Dans des cas plus rares, ces opérations de traitement et de conditionnement sont réalisées à l’étranger, les déchets issus de ces activités étant ensuite rapatriés vers la Belgique. C’est le cas notamment des déchets issus du retraitement, à l’étranger, de combustibles irradiés dans les centrales nucléaires belges.

En savoir plus

Le conditionnement des déchets radioactifs traités permet d’obtenir un matériau compact et non dispersable, ce qui facilite les opérations ultérieures d’entreposage et de mise en dépôt final.

Il se fait généralement par immobilisation dans une matrice qui est coulée dans un emballage métallique cylindrique, le plus souvent en acier inoxydable ou en acier galvanisé. En se solidifiant en un bloc monolithique inerte et stable, la matrice emprisonne le déchet. L’emballage est fermé par un couvercle soudé ou serti. L’ensemble formé par les déchets radioactifs, la matrice et l’emballage qui les contient est appelé « colis ».

Chaque colis possède un code d’identification qui est unique. Il correspond à une fiche d’identification qui reprend, à des fins de traçabilité, l’ensemble des données relatives au colis (origine, contenu radioactif, type de matrice, caractéristiques physicochimiques des déchets contenus).

Le mode de conditionnement est déterminé par le niveau d’activité des déchets.

Qu’ils aient été compactés en galettes, découpés en morceaux ou réduits en boues, les déchets de faible et moyenne activités et une partie des déchets de haute activité (ceux n’émettant pas de quantités de chaleur importantes), sont cimentés ou bituminés dans des fûts en acier. Le fût standard utilisé par l’ONDRAF a une capacité de 400 litres. Son poids moyen, une fois rempli, est de 1 000 kg.

Issus principalement des activités de retraitement, anciennement en Belgique et aujourd’hui à l’étranger, des combustibles irradiés dans les centrales nucléaires belges, les déchets de haute activité émettant de la chaleur en quantité importante sont vitrifiés. Par ce procédé, les déchets sont mélangés à un verre spécial en fusion et coulés dans des conteneurs cylindriques en acier inoxydable où ils se solidifient en un produit homogène dans la structure duquel sont immobilisées les substances radioactives. Les conteneurs ont une capacité pouvant aller jusqu’à 180 litres.

Le traitement des déchets radioactifs vise avant tout à réduire autant que possible leur volume et à leur conférer un état physique et chimique stable en vue de leur conditionnement.

Le type de traitement utilisé dépend des caractéristiques physicochimiques des déchets radioactifs, lesquelles sont très variables.

  • Les déchets solides combustibles sont incinérés à une température de 900°C et réduits en cendres dans un incinérateur industriel. Le facteur de réduction en volume obtenu est de l’ordre de 50. Les gaz de combustion sont filtrés et contrôlés avant d’être rejetés dans l’atmosphère.
  • Les déchets solides non combustibles mais compressibles sont recueillis dans des fûts en acier de 220 litres et compactés sous une force de 2 000 tonnes. Le produit de la compaction donne des galettes d’environ 25 cm d’épaisseur. Les déchets non combustibles et non compressibles sont, eux, découpés en morceaux.
  • Les déchets liquides peuvent faire l’objet de deux types de traitement :

    • le traitement physicochimique est un traitement de floculation, par lequel se forment des flocons sur lesquels se fixent les substances radioactives. Ces flocons décantent et forment une couche de boue qui est filtrée et séchée pour être traitée comme déchet solide. L’eau purifiée est contrôlée avant d’être rejetée dans le respect des normes de rejet en vigueur ;
    • le traitement thermique consiste à soumettre les déchets liquides à évaporation, ce qui conduit à un résidu sous la forme de boue radioactive. Après contrôle, les vapeurs condensées sont rejetées dans le respect des normes de rejet en vigueur ;
    • certains types de liquides, notamment les effluents de laboratoire collectés en bouteille, sont injectés dans la chambre de post-combustion de l’incinérateur à déchets solides.

Les caractéristiques radiologiques, en particulier leur niveau d’activité, dictent les précautions à prendre lors des opérations de traitement et de conditionnement.

Le traitement des déchets de faible activité ne nécessite généralement pas de blindage important. Les opérateurs portent cependant une tenue et des gants de protection. Lorsqu’il y a risque de contact direct avec des substances radioactives, les opérateurs portent également un masque à filtre.

Le traitement des déchets de moyenne et de haute activités et/ou de longue durée de vie doit se faire dans une cellule fermée, étanche et blindée contre les radiations. Les opérateurs, protégés par des murs en béton et des vitres en verre au plomb, effectuent toutes les manipulations à l’aide de télémanipulateurs.

Installations de traitement et conditionnement

L’installation CILVA est l’infrastructure utilisée pour le traitement et le conditionnement des déchets solides et liquides de faible activité. Cette installation, dont la construction a débuté en 1992, comprend cinq unités, successivement mises en service entre 1994 et 1995.

  • L’unité pour la réception et le préstockage des déchets radioactifs bruts permet de peser les déchets et de contrôler leurs niveaux de rayonnement et de contamination externe. Ils y sont ensuite stockés durant deux à trois semaines, le temps que la quantité atteinte soit suffisante pour lancer une campagne de traitement.
  • L’unité de traitement préparatoire permet de trier et diriger les déchets vers les différentes installations de traitement.
  • L’unité de supercompactage, entièrement automatisée, permet de compacter des déchets compressibles préalablement placés dans des fûts de 200 litres. Soumis à une force de 2 000 tonnes, ces fûts deviennent des galettes d’environ 25 cm d’épaisseur, ce qui correspond à un facteur moyen de réduction de volume égal à 3. Ces galettes sont alors empilées dans des fûts standard de 400 litres. L’unité de supercompactage a une capacité de 8 000 fûts de 200 litres par an.
  • L’unité d’incinération permet de brûler annuellement jusqu’à 250 tonnes de déchets solides et 75 m3 de déchets liquides organiques (solvants, solutions aqueuses et huiles contaminées). Les gaz de combustion sont filtrés ou purifiés et rejetés dans l’atmosphère après contrôle, dans le respect des normes de rejet applicables.
  • L’unité de conditionnement permet d’enrober dans une matrice en ciment les cendres ou les déchets compactés dans des fûts standard de 400 litres, ce qui conduit à un produit final compact, solide et chimiquement stable. Elle a une capacité de 2 000 fûts de 400 litres par an.

L’installation PAMELA, mise en service en 1985, a servi jusqu’en 1991 à vitrifier les 860 m3 de déchets liquides de retraitement de haute activité provenant de l’ancienne usine-pilote de retraitement Eurochemic.

PAMELA a ensuite été utilisée pour conditionner dans du ciment les déchets solides de moyenne activité issus de sa propre exploitation et du démantèlement de son unité de vitrification, ainsi que des déchets solides de moyenne et haute activité provenant de la rénovation du réacteur BR2 du SCK•ŸCEN et du démantèlement du réacteur BR3.

L’installation a depuis lors été adaptée en vue du traitement et du conditionnement de déchets solides contenant entre autres des émetteurs alpha.

La principale unité de traitement de l’installation PAMELA est constituée d’une cellule blindée munie de télémanipulateurs, au moyen desquels s’effectuent l’ensemble des opérations sur les déchets, qu’il s’agisse du découpage, de la compaction ou de l’enrobage des déchets compactés dans le ciment.

L’installation BRE, mise en service en 1980, permet de concentrer les effluents de faible et moyenne activités. Les condensats qui en résultent sont traités comme des déchets liquides de faible activité.

L’installation de traitement des eaux par floculation traite les effluents de faible et de très faible activités.

Les installations MUMMIE et EUROBITUM ont longtemps servi au traitement et au conditionnement dans du bitume des boues et des concentrats d’évaporation provenant du traitement des effluents contaminés.

L’installation MUMMIE, aujourd’hui la plus ancienne puisque mise en service à la fin des années soixante, a permis, jusqu’à son arrêt en 2004, de conditionner les boues de faible activité produites dans l’installation de traitement des eaux par floculation.

Mise en service en 1978, l’installation EUROBITUM a assuré jusque 1999 le traitement, par précipitation et neutralisation, des concentrats produits dans l’installation BRE, ainsi que leur conditionnement.

L’installation de pyrolyse a permis, entre 1999 et 2002, la dégradation thermique de liquides organiques contaminés par des émetteurs alpha provenant d’Eurochemic, les résidus solides du traitement étant ensuite cimentés.

L’installation de tri des déchets A3X, mise en service en 2005, permet de trier, selon leurs caractéristiques physicochimiques, les déchets contaminés par des particules alpha, en vue de leur traitement dans l’installation PAMELA.

Mise en service fin 2005, l’installation HRA/Solarium permet de trier et de conditionner, par compaction et cimentation, des déchets historiques de moyenne activité et certains déchets radifères. Ces déchets sont pour la plupart des déchets anciens stockés sur le site de l’ancien département « déchets » du SCK•ŸCEN.