La réaction alcali-silice dans des fûts contenant des concentrats

Quels fûts de déchets sont concernés ?

Un programme intensif de contrôle et de recherche a été lancé à la suite de cette découverte. Il s’est rapidement avéré que tous les fûts de déchets présentant du gel avaient été conditionnés dans la centrale nucléaire de Doel. Il s'agit surtout de fûts contenant des concentrats d’évaporation. Les concentrats sont des déchets liquides de faible radioactivité générés lors de l’exploitation d’une centrale nucléaire et que l’on fait ensuite évaporer. La boue qui résulte de cette opération est ensuite mélangée à du béton pour former un bloc de béton dans le fût. Ce procédé de conditionnement des déchets permet de confiner la radioactivité.

Comment s’est formé ce gel ?

La première étape des recherches que nous avons menées a permis de mettre en évidence l’origine de ce gel : il s’est formé à la suite d’une réaction physico-chimique appelée réaction alcali-silice (RAS en français, également connue sous l’acronyme anglais  «ASR » - Alkali-silica reaction) qui s’est produite dans le béton qui contient ces déchets radioactifs. Les substances alcalines fortement présentes dans ces déchets ont réagi avec la silice réactive qui se trouvait dans les granulats du béton pour former une substance gélatineuse à l’intérieur du béton. Cette substance s’est ensuite répandue hors du béton, et puis hors du fût.

La réaction RAS est bien connue dans le génie civil mais le gel observé dans ces ouvrages diffère de celui des fûts de déchets radioactifs en raison de divers paramètres, notamment la composition chimique des concentrats.

Quelle a été l’étape suivante ?

Nous avons lancé un programme de recherche destiné à analyser la structure, les propriétés et le comportement de ce gel sur le long terme. La formation de gel va-t-elle se poursuivre ? Peut-on arrêter la RAS ? Doit-on redouter des gonflements (expansions) et/ou des fissures des fûts de déchets concernés ?

Dès la première phase de nos recherches, il est apparu clairement que le gel avait été créé par une réaction physico-chimique dans le béton contenant les déchets radioactifs.

Comment avons-nous mené cette recherche ?

Nous avons étudié les gels radioactifs provenant de quelques fûts ainsi que des substituts dans différents laboratoires afin de comprendre leur comportement sous différentes conditions. Nous avons également fabriqué des bétons contenant des concentrats simulant ceux conditionnés à Doel et nous avons ensuite étudié leur comportement. Nous vérifions en ce moment le comportement expansif de ces bétons et explorons les pistes possibles pour stopper la RAS. Une des pistes envisagées consiste à modifier le taux d’humidité relative (hygrométrie) dans le béton. Nous soumettons également les échantillons au contact de dioxyde de carbone, ce qui pourrait stopper la RAS. Les résultats de ces pistes de recherche seront connus en 2026.

La sûreté est garantie

Depuis 2013, Belgoprocess assure le suivi des fûts concernés par des rondes d'inspection, des visualisations par caméra, le contrôle de l'air ambiant et des frottis. De plus, les fûts sont retirés de l’empilement pour être inspectés individuellement. Toutes les observations réalisées confirment que la sûreté de l'entreposage intermédiaire reste assurée.

Un nouveau bâtiment

Bien qu'il n'y ait que peu d’évolutions depuis 2013, les fûts concernés seront transférés dans un nouveau bâtiment d’entreposage temporaire fin 2025. Ce nouveau bâtiment ne sera pas une installation comme les autres. Les fûts n’y seront par exemple pas empilés de façon pyramidale, mais à la verticale et par quatre dans des cadres métalliques. Ainsi, des caméras fixées au pont roulant pourront photographier les fûts sous différents angles. De plus, les fûts de déchets pourront être extraits plus facilement en vue d’une inspection plus approfondie dans une zone spécifiquement prévue à cet effet. Le gel pourra également y être retiré.

Bien que la situation ait peu évolué depuis 2013, les fûts concernés seront déplacés vers un nouveau bâtiment d'entreposage temporaire d'ici la fin 2025.

Quelle sera la destination finale de ces fûts ?

Les fûts présentant ou susceptibles de présenter une formation de gel ne pourront a priori pas être mis en stockage en l’état dans la future installation en surface à Dessel. Nous étudions actuellement différentes pistes pour assurer leur admissibilité en stockage.