Les États-Unis stockent actuellement un volume immense de déchets nucléaires – environ 90 000 tonnes – sur plus de 100 sites temporaires dans 39 États. Cela représente un défi complexe de plusieurs décennies, sans solution permanente encore en vue, même alors que l’intérêt pour l’énergie nucléaire croît. Comprendre où ces déchets sont stockés et comment ils sont gérés est crucial pour saisir l’ampleur de cette problématique nationale persistante.
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Points clés à retenir :
- Les États-Unis possèdent deux principaux types de déchets hautement radioactifs : ceux issus de la production d’armes et ceux de la production d’électricité.
- Chaque type est stocké différemment, allant des réservoirs souterrains aux fûts en béton hors sol.
- Les sites de stockage temporaire font face à des défis, notamment la menace de corrosion, particulièrement près des côtes.
- Un site d’élimination permanent pour les déchets nucléaires demeure insaisissable en raison d’obstacles géologiques et politiques.
Un héritage de l’énergie atomique
Depuis des décennies, les États-Unis sont aux prises avec la recherche d’un lieu de stockage à long terme pour leurs déchets radioactifs qui s’accumulent. Une loi fédérale de 1987 a désigné Yucca Mountain au Nevada comme le site permanent prévu, mais des batailles politiques et juridiques ont bloqué la construction, et le financement a finalement été coupé en 2011.
Pendant ce temps, les 94 réacteurs nucléaires opérationnels du pays continuent de produire davantage de déchets. Un intérêt renouvelé pour l’énergie nucléaire, motivé par les préoccupations concernant le changement climatique et le potentiel des petits réacteurs pour alimenter des industries comme les centres de données et la fabrication, ajoute de l’urgence à la recherche de solutions de stockage sûres. Bien que la Cour suprême ait récemment examiné des questions liées au stockage temporaire, la quête d’une solution permanente devrait se poursuivre pendant de nombreuses années.
En tant que chercheur spécialisé dans la corrosion et son impact sur le confinement des déchets nucléaires, j’ai étudié comment ce matériau est stocké temporairement et pour une éventuelle élimination. Les déchets se présentent principalement sous deux formes : les matériaux restants de la production d’armes de la Guerre froide et le combustible usé des centrales nucléaires commerciales. Il existe également de plus petites quantités provenant d’autres sources, comme les traitements médicaux.
Deux types de séquelles atomiques
Déchets issus de la production d’armes
Les résidus du traitement chimique des matériaux radioactifs pour les armes nucléaires, souvent appelés « déchets de la défense », devraient être mélangés avec du verre dans un processus appelé vitrification, puis coulés dans de grands conteneurs en acier inoxydable. Ces conteneurs mesurent environ 10 pieds de haut, ont un diamètre de 2 pieds et pèsent environ 5 000 livres une fois remplis.
Actuellement, la majeure partie de ces déchets est conservée dans des réservoirs d’acier souterrains, principalement sur des sites clés d’anciennes installations d’armement comme Hanford, Washington, et Savannah River, Caroline du Sud. Bien qu’une partie des déchets à Savannah River ait subi le processus de vitrification, une grande partie demeure sous forme liquide.
Malheureusement, certains déchets radioactifs ont déjà fui dans le sol sous les réservoirs sur les deux sites, bien que les autorités maintiennent qu’il n’y a aucun risque immédiat pour la santé publique. Des efforts sont en cours pour protéger les réservoirs contre la corrosion et les fissures afin de prévenir d’autres fuites.
Vignette YouTube : Piscine de refroidissement pour combustible nucléaire usé
Vous pouvez en apprendre davantage sur les piscines de combustible usé dans cette vidéo.
Déchets issus de la production d’électricité
La grande majorité des déchets nucléaires américains provient des centrales électriques commerciales. Ces déchets commencent sous forme de faisceaux de pastilles d’oxyde d’uranium scellées dans des tubes de zirconium, comme des bûches de combustible de haute technologie, d’environ 12 à 16 pieds de long. À l’intérieur d’un réacteur, ces « barres de combustible » subissent la fission – la division des atomes – ce qui génère de la chaleur, un peu comme une source de chaleur miniature, incroyablement puissante. Cette chaleur transforme l’eau en vapeur pour générer de l’électricité.
Après environ trois à cinq ans, les réactions de fission ralentissent considérablement, bien que les faisceaux restent intensément radioactifs et chauds. Ils sont retirés du réacteur et placés dans une profonde piscine d’eau sur le site de la centrale. Imaginez une piscine massive, fortement blindée, conçue pour refroidir ces faisceaux chauds et radioactifs en toute sécurité pendant environ cinq ans.
Une fois refroidis, les faisceaux sont séchés et scellés à l’intérieur de conteneurs soudés en acier inoxydable. Ces conteneurs sont toujours chauds et radioactifs, ils sont donc déplacés vers des chambres fortes en béton extérieures, essentiellement des bunkers solides posés sur des dalles de béton, également sur le site de la centrale. Ces chambres fortes sont munies d’ouvertures pour permettre à l’air de circuler et de continuer à refroidir les conteneurs.
Fin 2024, les États-Unis abritaient plus de 315 000 faisceaux de barres de combustible usé et plus de 3 800 fûts de stockage à sec dans ces chambres fortes en béton, sur les sites de centrales électriques actuelles et anciennes. Même les centrales qui ont été démantelées exigent que les déchets sur leur propriété soient sécurisés et entretenus par l’ancien propriétaire.
Fûts de stockage à sec de combustible nucléaire usé près du littoral à San Onofre, Californie.
Les installations de stockage temporaire à sec, comme celle-ci près de l’océan en Californie, doivent composer avec les facteurs environnementaux.
La menace cachée : L’eau et le sel
Un défi persistant pour ces méthodes de stockage est la corrosion. Comme les centrales nucléaires ont besoin de grandes quantités d’eau pour le refroidissement et la production de vapeur, elles sont toujours situées près de sources d’eau. Aux États-Unis, neuf sont situées à moins de deux miles de l’océan.
Cette proximité avec l’eau salée pose une menace unique pour les conteneurs de déchets. Les vagues déferlantes envoient des particules d’eau salée dans l’air. Lorsque ces particules se déposent sur des surfaces métalliques, elles peuvent provoquer de la corrosion, tout comme on le voit sur les voitures ou les structures près de la plage.
Sur les sites de déchets nucléaires côtiers, ces embruns salés peuvent se déposer sur les conteneurs en acier inoxydable. Bien que l’acier inoxydable soit généralement résistant à la rouille – pensez à vos casseroles de cuisine brillantes – certaines conditions peuvent entraîner des piqûres et des fissures localisées. Des recherches, notamment des études financées par le U.S. Department of Energy, ont exploré les dangers potentiels de ce type de corrosion sur les conteneurs de stockage près de la côte. Les résultats suggèrent que les conteneurs en acier pourraient se piquer ou se fissurer dans des environnements salés. Cependant, une libération de radioactivité nécessiterait de briser plusieurs couches de protection – le conteneur, les barres de zirconium et le combustible lui-même – rendant peu probable que ce type de corrosion spécifique à lui seul cause une fuite.
La longue route à parcourir
Trouver une solution permanente pour les déchets nucléaires prendra probablement des années, voire des décennies. Un site à long terme doit non seulement être suffisamment stable géologiquement pour contenir les déchets pendant des milliers d’années, mais aussi obtenir l’acceptation politique du public. De plus, des défis importants existent pour transporter en toute sécurité les conteneurs de déchets depuis les sites dispersés à travers le pays, par route ou par rail, jusqu’à l’endroit où un emplacement permanent sera finalement établi.
Bien qu’un site de stockage temporaire consolidé puisse être établi en fonction des résultats juridiques, la grande majorité des déchets nucléaires du pays continuera de résider là où ils se trouvent actuellement – dans des installations de stockage temporaire à travers le pays – dans un avenir prévisible.
Cet article est basé sur des recherches initialement publiées via The Conversation.