Maîtriser le cycle du combustible nucléaire, de l’extraction au recyclage

Les opérations destinées à fournir du combustible aux centrales nucléaires sont multiples : extraction de l'uranium, transformation, transport, traitement-recyclage du combustible usé… La maîtrise du cycle du combustible par EDF, s’appuie sur un réseau de partenaires industriels sûrs et performants sur le long terme.

Framatome, filiale du Groupe EDF depuis le 2 janvier 2018, et l’entreprise américaine Westinghouse sont les deux fournisseurs d’EDF à ce jour.

Extraction

Extraction de l’uranium et fabrication du combustible

Afin de sécuriser ses approvisionnements en uranium naturel, EDF a choisi de diversifier son approvisionnement en uranium auprès de différents fournisseurs situés dans plusieurs pays du monde.

L’uranium naturel est un minerai qui provient de gisements exploités dans des mines souterraines ou à ciel ouvert. Il est présent dans la croûte terrestre et se compose d’uranium 238 et d’uranium 235 (à hauteur de 0,7 %). Seul l’uranium 235 peut être utilisé comme combustible dans les réacteurs actuels et ceux de dernière génération (EPR) c'est pourquoi il doit faire l’objet d’un processus de conversion, puis d’enrichissement pour accroître sa proportion d'uranium 235.

L’uranium enrichi est ensuite transformé sous forme de pastilles. Celles-ci sont placées dans des tubes, appelés « crayons », parfaitement étanches en alliage de zirconium. Les crayons sont « assemblés » par lots de 264 pour former un assemblage combustible. Ce dernier est conçu pour résister à des contraintes mécaniques, hydrauliques, thermiques et neutroniques très élevées dans le cœur du réacteur. Il constitue la première barrière de sûreté du réacteur. Sa fiabilité est par conséquent un enjeu majeur pour l’exploitant nucléaire.

Le chargement d'un réacteur nucléaire de 900 MW réclame 157 “assemblages” contenant au total 11 millions de pastilles d'uranium enrichi.

Transport

Acheminement au cœur de la centrale

Le transport des assemblages combustibles se fait par la route ou le train. Peu radioactifs avant utilisation, ils peuvent être manutentionnés sans protection radiologique particulière.

Placés aux cœur des réacteurs, les assemblages y séjournent 4 à 5 ans, avant d'être déchargés du coeur du réacteur. Ils sont alors entreposés pendant 1 à 2 ans dans une piscine de désactivation présente sur le site, afin de refroidir et de faire décroître leur radioactivité naturellement.

96 % du combustible usé est recyclable en nouveaux combustibles

Donner une seconde vie au combustible usé

Une fois refroidi, le combustible usé est transporté vers l'usine de retraitement Orano de La Hague, dans la Manche, où les matières réutilisables (plutonium et uranium appauvri) et les déchets ultimes sont séparés.

Le plutonium séparé est assemblé avec de l'oxyde d'uranium, créant un nouveau combustible, le MOX (Mixed Oxyde Fuel) qui va de nouveau servir à produire de l’électricité en centrale nucléaire. L'usine Orano Melox, dans le Gard, se charge de ce process. L'uranium appauvri, de son côté, est également valorisable.

Opéré par la France dans les années 1980, le choix de traiter le combustible « usé » pour le recycler en combustible MOX est un choix de politique énergétique national. Il diminue la consommation des ressources en uranium naturel, et limite le volume des déchets radioactifs ultimes à stocker.

En cohérence avec ce choix, EDF travaille actuellement sur la conception d’une piscine d’entreposage de combustible MOX usé de grande capacité sur le site Orano de La Hague. Sa fonction est de pouvoir assurer pendant plusieurs dizaines d’années la conservation en toute sûreté de ce combustible usé dont les capacités énergétiques resteront valorisables dans les réacteurs de génération IV.

Tous les transports sont effectués dans des emballages étanches, spécialement adaptés aux matières qu’ils transportent et aux risques associés. Les transports sont soumis à des règles françaises et internationales très strictes et sont placés sous le contrôle de l’Autorité de Sûreté Nucléaire et des pouvoirs publics.