La technologie plasma : une nouvelle piste pour (re)conditionner les déchets radioactifs ?

Cette technologie génère un produit final radioactif appelé « scories de plasma ».

Cette technologie génère un produit final radioactif appelé  «scories de plasma » : des cristaux de structure vitreuse. Ces scories de plasma font aujourd’hui l’objet d’une étude sur leur comportement à long terme. Nous devons en effet vérifier si ce produit final pourrait être compatible avec l'installation de stockage en surface.

Qu’est-ce que la technologie plasma ?

La technologie plasma est unique en raison des températures très élevées que la torche à plasma peut atteindre : jusqu'à 10 000 °C.

La technologie plasma est unique en raison des températures très intenses que peut atteindre la flamme de plasma, jusqu'à 10 000°C, soit beaucoup plus que lors d'une combustion conventionnelle à base de mazout ou de gaz naturel. Ces températures permettent la décomposition thermique de divers composants chimiques qui resteraient stables lors d’une combustion conventionnelle. Lorsque cette technologie est combinée à un lit de fusion (un bain de verre liquide à une température de fonctionnement d'environ 1400 °C), nous obtenons des scories de plasma après refroidissement.

Par ailleurs, la technologie plasma permettrait également de mieux caractériser chimiquement les déchets : une scorie de plasma est plus facile à caractériser que le contenu initial hétérogène d’un fût de déchets conditionnés.

Pour quels déchets serait-elle utilisée ?

La technologie plasma pourrait également être utilisée pour les déchets non traités et non conditionnés.

La technologie plasma serait prioritairement destinée à reconditionner les déchets historiques dont la compatibilité avec les critères de conformité physico-chimiques de l'installation de stockage en surface où ils devraient être stockés à terme ne serait pas, ou difficilement, démontrable. Elle pourrait également être utilisée pour les déchets bruts, non encore conditionnés.

Qu’étudions-nous plus spécifiquement ?

L’étude que nous avons lancée avec le centre de recherche nucléaire SCK CEN vise à vérifier le comportement de ces scories sur le long terme. En effet, elles ne doivent pas présenter de mécanismes de dégradation susceptibles d'interférer avec le bon fonctionnement des autres structures et composantes de l’installation de stockage. Elles doivent donc être suffisamment stables compte tenu des conditions qui prévaudront dans l’installation de stockage.

Si l'étude démontre que les scories de plasma peuvent être stockées en surface, il faudra établir des critères de conformité physico-chimiques auxquels les déchets conditionnés par la technologie plasma devront se conformer pour garantir la sûreté de l’installation de stockage.

Quels sont les résultats préliminaires ?

Ce projet a été baptisé STAB-SLAK, pour  «Chemical stability of slag from thermal treatment of low-level radioactive waste » (stabilité chimique des scories issues du traitement thermique des déchets faiblement radioactifs). Les résultats préliminaires semblent indiquer que seules certaines scories de plasma seront suffisamment stables pour être stockées. Les éléments chimiques présents dans les scories de plasma et leur quantité déterminent la stabilité des scories de plasma. Dans le cadre de la poursuite du projet STAB-SLAK, nous étudions les combinaisons d'éléments qui sont chimiquement stables et celles qui ne le sont pas. Les résultats de cette deuxième phase sont attendus pour 2026.

Le projet STAB-SLAK est entièrement financé par le Fonds de Transition énergétique du Service public fédéral belge Économie.