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OFFICE PARLEMENTAIRE D'ÉVALUATION
DES CHOIX SCIENTIFIQUES ET TECHNOLOGIQUES

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RAPPORT

SUR

Les possibilités d'entreposage à long terme de combustibles nucléaires irradiés

TABLE DES MATIERES

INTRODUCTION 5

1. Un nouveau problème se pose dans l'aval du cycle nucléaire : la gestion des combustibles irradiés non immédiatement retraités. 9

1.1. Les raisons du choix initial du « tout retraitement ». 9

1.1.1. Les risques de tension sur le marché de l'uranium incitaient à utiliser la totalité de son potentiel énergétique. 10

1.1.2. L'alimentation en plutonium de la filière des réacteurs à neutrons rapides constituait une priorité. 11

1.1.3. Le retraitement devait également permettre de ne pas envoyer de plutonium dans les installations de stockage définitif. 13

1.2. L'évolution du contexte économique et politique a imposé à EDF un changement de stratégie. 14

1.2.1. L'entrée d'EDF dans un marché concurrentiel de l'électricité conduit à s'interroger sur la compétitivité du retraitement et de l'utilisation du MOX. 15

1.2.2. L'extension de l'utilisation du MOX est également freinée par des oppositions socio-politiques. 20

1.2.3. La position d'EDF 22

1.2.4. La position de la COGEMA 26

1.3. Les combustibles irradiés excédentaires sont-ils en attente d'un futur retraitement ou d'un stockage définitif ? 27

1.3.1. Les arguments en faveur du retraitement différé. 28

1.3.2. Les recherches sur le stockage définitif du combustible irradié doivent toutefois être activement poursuivies. 32

2. L'entreposage à long terme d'une partie du combustible irradié est devenu inévitable. 34

2.1. Quelles seront les quantités et les caractéristiques des combustibles irradiés qui devront être entreposés à long terme ? 35

2.1.1. La majeure partie du combustible UOX irradié devrait continuer à être retraitée immédiatement. 35

2.1.2. Le retraitement des combustibles MOX n'est pas actuellement envisagé. 38

2.1.3. Certains combustibles hors normes sont difficilement retraitables et devront être entreposés à long terme. 40

2.1.4. La connaissance des stocks progresse mais leur évolution à long terme reste incertaine. 41

2.2. L'entreposage à long terme ne pourra toutefois pas se substituer au stockage souterrain. 44

2.2.1. Les incertitudes sur la faisabilité de la transmutation 45

2.2.2. Les verres déjà issus du retraitement doivent être stockés définitivement 48

2.2.3. L'évacuation des déchets B justifiera la création d'un centre de stockage souterrain 49

2.2.4. L'éventualité de l'envoi en stockage souterrain d'une partie du combustible irradié ne peut être exclue et les organismes concernés s'y préparent 50

3. Les critères auxquels devraient répondre les installations d'entreposage à long terme 52

3.1. La très forte activité des combustibles irradiés impose de prendre des mesures de confinement particulièrement strictes 53

3.1.1. Les combustibles irradiés constituent un risque potentiel pour la santé humaine et l'environnement 54

3.1.2 L'étude du comportement à long terme des combustibles irradiés 56

3.1.3 Les incidents qui pourraient affecter l'efficacité du confinement 58

3.2. La reprise du colis devra être possible à tout moment 60

3.2.1. La surveillance de l'évolution du combustible 60

3.2.2. Le conteneur : élément essentiel du dispositif d'entreposage à long terme 62

3.3 La surveillance et le contrôle des installations devra s'exercer jusqu'à la fin de l'entreposage 65

3.3.1. Pourra-t-il y avoir succession de phases d'exploitation actives et passives ? 66

3.3.2. Le risque d'abandon et d'oubli des installations 67

3.3.3 L'entreposage à long terme aura un coût 69

4. Quel concept d'entreposage devra-t-on retenir ? 70

4.1. L'augmentation des capacités d'entreposage des piscines des centrales 72

4.1.1. La technique du rerackage 73

4.1.2. Le statut juridique des piscines de centrales 74

4.2. L'entreposage à long terme dans les piscines des usines de retraitement 75

4.2.1. Les avantages de l'entreposage dans les piscines des usines de retraitement 76

4.2.2. L'évolution des capacités d'entreposage en piscine du combustible irradié 76

4.2.3. Les risques d'accidents et d'incidents liés au stockage en piscine 78

4.3. L'entreposage centralisé en piscine : l'exemple du CLAB suédois 79

4.4. L'entreposage à sec en surface sur le site des centrales 81

4.5. Le stockage souterrain réversible 84

4.6. L'entreposage en subsurface et l'entreposage/stockage sous collinaire 85

4.6.1. Avantages et inconvénients de l'entreposage en subsurface 86

4.6.2. Le projet de Yucca Mountain aux Etats-Unis 90

4.7. Les installations d'entreposage à sec en surface 92

4.7.1. Le centre d'entreposage CASCAD du CEA 94

4.7.2. Le ZWILAG suisse 96

4.7.3. L'entreposage à sec de Gorleben et d'Ahaus en Allemagne 97

5. Les préalables à la création d'installations d'entreposage à long terme 98

5.1. Toutes les décisions devront être préparées et prises dans la plus grande transparence 99

5.1.1. Les risques de création d'entreposages semi-clandestins 100

5.1.2. L'interdiction de transformer les installations d'entreposage en stockage définitif 101

5.1.3. Les modalités de sélection des sites d'implantation des installations d'entreposage 103

5.2. La gestion des installations d'entreposage devra être confiée à un organisme public français 104

5.2.1. L'organisation actuelle de la gestion de l'aval du cycle nucléaire n'est pas satisfaisante 105

5.2.2. Le financement de la construction et de l'entretien des installations d'entreposage à long terme 108

5.3. Les conditions de la circulation internationale des combustibles irradiés doivent être clarifiées 109

6. Les problèmes posés par la présence en France de combustibles irradiés étrangers 111

6.1. En aval du retraitement 111

6.2. La réexpédition à l'étranger du plutonium et des déchets étrangers 115

CONCLUSION 119

RECOMMANDATIONS 123

ANNEXES

Annexe 1 : Saisine

Annexe 2 : Compte-rendu de l'examen du rapport par l'Office le 16 mai 2001

Annexe 3 : Compte-rendu des auditions publiques du 3 mai 2001

INTRODUCTION

Depuis le 4 avril 1990, date à laquelle le Bureau de l'Assemblée Nationale nous a demandé pour la première fois de réfléchir aux problèmes posés par les déchets nucléaires, six rapports de l'Office se sont intéressés à la gestion de l'aval du cycle du combustible nucléaire.

Certains se sont d'ailleurs étonnés qu'un organisme politique comme l'Office consacre une partie aussi importante de son activité à un sujet considéré jusque là comme purement technique.

On aurait d'ailleurs pu aussi penser que la loi du 30 décembre 1991 sur la recherche sur la gestion des déchets radioactifs, très largement inspirée des conclusions de notre première étude, allait marquer la fin des réflexions du Parlement sur ce sujet.

Il n'en a rien été et la question de la destination finale de ces déchets a continué à alimenter les débats parlementaires qui ne faisaient en fait que relayer les controverses qui se développaient dans l'opinion publique.

C'est d'ailleurs grâce à ces interrogations sur l'aval du cycle du combustible que le Parlement français a enfin pu commencer à débattre de l'ensemble du nucléaire, sujet dont il avait été soigneusement tenu à l'écart par tous les Gouvernements qui se sont succédés depuis le lancement du programme électronucléaire français.

Il aura fallu près de 30 ans pour que le nucléaire devienne un sujet politique comme les autres dont on puisse discuter librement sans être soupçonnés de porter atteinte aux intérêts supérieurs de l'Etat.

Fallait-il pour autant accorder autant d'importance au seul problème du devenir des déchets produits dans ce secteur ?

Il est sûr que certains responsables de l'industrie nucléaire regrettent que l'on soit en train de créer un régime d'exception pour ces déchets en dérogeant aux règles communément admises en matière de prévention des risques industriels.

Les responsables politiques ne font en réalité que traduire les sentiments d'une grande partie de nos concitoyens qui considèrent, à tort ou à raison, qu'il y a effectivement une spécificité du risque nucléaire en général et que la gestion des déchets radioactifs pose des problèmes tout à fait particuliers qui exigent de prendre des précautions dépassant les normes communément admises pour les autres nuisances industrielles.

Pour ceux qui auront à décider de la destination ultime de ces déchets, il importe peu que cette peur soit en grande partie irrationnelle et entretenue sciemment par certains opposants au nucléaire ; à partir du moment où elle existe, elle doit être prise en compte dans le processus de décision. C'est désormais aux responsables politiques qu'il appartient de gérer ce dossier exceptionnel qui nécessitera un statut dérogatoire que seul le Parlement est habilité à décider, ainsi que l'a prévu la loi de 1991 qui a confié au Parlement et à lui seul le soin de décider en 2006 des solutions qui seront retenues. Bien entendu de multiples expertises techniques viendront éclairer les travaux des parlementaires, mais elles ne pourront en aucun cas se substituer à la volonté du législateur, il faut que cela soit bien clair et admis par tous ceux qui sont concernés par ce dossier.

La tâche du Parlement ne sera pas facile, car jusqu'ici, quand on statuait sur des problèmes de responsabilité civile ou pénale, on prenait en compte des dommages qu'il serait possible de déterminer et d'évaluer avec précision afin de réparer les torts causés à des victimes elles aussi clairement identifiables. Dans le cas de la gestion à long terme des déchets radioactifs, il faudra, cette fois, tenir compte de l'incertitude aussi bien sur les effets des radionucléides sur la santé humaine et l'environnement que sur l'époque où pourraient apparaître d'éventuels risques.

Toutes les analyses de sûreté dont on peut disposer reposent sur des connaissances très partielles des phénomènes en cause sans qu'il soit véritablement possible de faire une extrapolation totalement fiable du comportement des déchets au bout de quelques siècles ou de quelques millénaires.

Et pourtant, malgré toutes ces incertitudes, nous devons agir dès maintenant !

Retarder les échéances reviendraient en effet à reporter sur les générations qui suivront la charge de résoudre les problèmes que nous avons créés.

Les déchets nucléaires existent et commencent à s'accumuler dans de nombreux sites qui n'ont pas été conçus pour les abriter pendant de longues périodes. Il faut donc trouver des solutions adaptées, que celles-ci soient définitives ou temporaires.

La loi de 1991 prévoyait que les recherches, dont les résultats seront soumis au Parlement en 2006, doivent aussi porter sur : « l'étude de procédés de conditionnement et d'entreposage de longue durée en surface des déchets ».

Comme je l'avais déjà regretté dans un précédent rapport en 1996, « la loi de 1991, contrairement à ce qui s'est passé pour les deux autres voies, n'a pas entraîné, sur ce point, d'avancée significative de la recherche, ni de progrès technique véritablement marquant ».

Pendant longtemps, il faut bien reconnaître que les seuls véritables partisans de l'entreposage en surface étaient ceux qui mettaient en avant cette solution pour tenter de retarder ou même de bloquer les études sur le stockage géologique profond.

Depuis deux ans toutefois, le CEA a décidé de relancer cette voie de recherche et a, pour cela, engagé une soixantaine de personnes à plein temps sur le projet ETLD (Entreposage de très longue durée).

Ce projet conduit par la Direction du cycle du combustible a pour objectif de définir les caractéristiques spécifiques d'un entrepôt susceptible de durer pendant au moins trois cent ans.

Cette nouvelle orientation de la recherche sur la gestion de l'aval du cycle du combustible nucléaire a été décidée en décembre 1998 par un Comité interministériel regroupant des représentants des cinq ministères concernés.

Dans le même temps, l'annonce par EDF de ne plus retraiter l'intégralité du combustible irradié sortant de ses centrales a contribué à relancer l'intérêt sur l'entreposage à moyen et long terme, le concept de « retraitement différé » avancé par EDF supposant tout naturellement que le combustible concerné puisse être géré de façon sûre pendant toute la période d'attente.

Cette question de l'entreposage du combustible irradié n'avait pas été abordée dans les précédents rapports de l'Office puisque nous raisonnions alors en fonction du schéma du « tout retraitement » qui constituait, jusqu'à très récemment, une sorte de doctrine officielle du nucléaire français.

Le présent rapport sera donc principalement consacré à l'étude des conditions dans lesquelles il sera possible d'entreposer, pendant des durées qui pourraient atteindre trois siècles, des combustibles irradiés sortant des centrales et donc particulièrement dangereux, et cela dans des conditions de sûreté maximales et à des coûts économiquement supportables.

Si pour la dizaine d'années à venir, il ne devrait pas y avoir de problème pour conserver ces combustibles dans les installations d'entreposages existantes, piscines des centrales ou piscine de l'Usine de La Hague, cette situation ne saurait toutefois perdurer au-delà de cette durée sans qu'apparaissent des inconvénients majeurs. Il s'agit en effet d'installations d'attente qui n'ont été construites que pour servir d'annexe à l'usine de retraitement qui reçoit le combustible irradié dès que son refroidissement en permet le transport.

Certains objecteront peut-être qu'il n'y a donc pas d'urgence et que cette question pourrait attendre, bien qu'une telle attitude puisse générer des inquiétudes et contribuer à la rupture de la confiance.

Je considère, tout au contraire, que c'est dès aujourd'hui, et à froid, qu'il faut commencer à mettre en _uvre un dispositif adapté d'entreposage du combustible irradié excédentaire et à résoudre les multiples problèmes techniques, économiques et sociaux qui ne manqueront pas de se poser.

En raison des controverses qui se sont élevées récemment sur la présence prolongée de combustibles étrangers en attente de retraitement à La Hague, un chapitre du rapport sera spécialement consacré à la nécessaire clarification des conditions de circulation et d'entreposage sur le sol français de ces combustibles et des déchets qui résultent de leur retraitement.

Qu'il s'agisse de la gestion des combustibles français ou de celle des combustibles d'origine étrangère, il ne servira à rien de chercher à éluder les questions embarrassantes ; ne renouvelons pas l'expérience désastreuse des déchets radioactifs où l'on a attendu d'être confrontés aux difficultés pour commencer à rechercher sérieusement des solutions !

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Votre rapporteur tient à remercier tous ceux qui, à l'ANDRA, à la COGEMA et au CEA, lui ont fourni les renseignements nécessaires à la préparation de présent rapport. Il remercie également de leur excellent accueil les Responsables du Département de l'Energie américain, les dirigeants de ZWILAG Suisse et le Conseiller nucléaire français à Washington, M. Régis Babinet.

Votre rapporteur tient aussi à exprimer la satisfaction qu'il a eue à travailler à nouveau avec M. Pierre Barber, ancien Directeur des Relations internationales de l'ANDRA qui a bien voulu accepter de l'assister pendant toute la durée de l'étude.

1. Un nouveau problème se pose dans l'aval du cycle nucléaire : la gestion des combustibles irradiés non immédiatement retraités.

Dès qu'ils ont atteint leur limite d'irradiation, au bout de 3 ou 4 années, les combustibles nucléaires doivent être déchargés et évacués hors des réacteurs.

Dès le début de la mise en _uvre du programme électronucléaire, la France a choisi de retraiter ces combustibles irradiés, c'est-à-dire de séparer les 96 % d'uranium et les 1 % de plutonium réutilisables des 3 % de déchets qui devront être envoyés en stockage définitif.

Certains pays comme les Etats-Unis ou la Suède se sont, en revanche, montrés résolument hostiles à cette solution pour des raisons surtout théoriques et quelques fois même dogmatiques.

Jusqu'en 1996, la doctrine quasi-officielle a donc été celle du « tout retraitement », c'est-à-dire que chaque élément de combustible irradié devait être envoyé à l'Usine de la COGEMA de La Hague pour y être retraité dès que son refroidissement permettait de le transporter sans problème.

Ce principe aujourd'hui en partie abandonné par EDF reposait cependant à l'époque sur un certain nombre de réalités objectives qui pouvaient très largement justifier cette option.

1.1. Les raisons du choix initial du « tout retraitement ».

Lorsqu'on visite aujourd'hui l'Usine de La Hague, on ne manque par d'être pris d'un certain vertige devant l'importance des installations regroupées sur les 300 hectares de cet établissement de la COGEMA.

Dans les usines UP2 ET UP3 et leurs annexes, près de 6 000 personnes assurent le fonctionnement d'un complexe capable de retraiter chaque année 1 600 tonnes de combustible usé provenant d'une centaine de réacteurs appartenant à 29 compagnies d'électricité françaises et étrangères. Si dans certains milieux il est de bon ton désormais de critiquer les choix qui ont permis à notre pays de se doter d'une telle capacité de retraitement, un bref rappel du contexte de la fin des années 1970 permettra cependant de montrer que ces choix étaient alors parfaitement justifiés et répondaient bien aux besoins de l'époque.

1.1.1. Les risques de tension sur le marché de l'uranium incitaient à utiliser la totalité de son potentiel énergétique.

Après avoir produit de l'énergie pendant trois ou quatre années, le combustible usé contient encore une grande partie de matière énergétique valorisable.

Structure d'un assemblage de combustible d'un réacteur à eau légère

Envoyer les combustibles irradiés en stockage définitif c'est donc ravaler au rang de déchets 95 à 96 % des matières énergétiques qui ont été initialement placées dans le réacteur.

Même si l'uranium naturel n'entre que pour une part relativement faible - de l'ordre de 10 % - dans la structure du prix de revient du kWh, on voit immédiatement que la valorisation des matières énergétiques présentes dans le combustible irradié a pu constituer une solution intéressante à une époque où les économies d'énergies constituaient un impératif absolu.

Et cela d'autant plus que certains pronostiquaient une pénurie mondiale d'uranium. Ainsi en 1981, le rapport « Castaing » indiquait : « qu'une relance des programmes électronucléaires dans le monde pourrait tendre le marché de l'uranium dans quelques années ou quelques décennies ».

Dans une étude publiée en 1982 par l'Agence pour l'Energie Nucléaire de l'OCDE, on estimait que la puissance électronucléaire nette des seuls pays à économie de marché serait en 2000 comprise entre 585 et 804 Gwe. Or actuellement, pour l'ensemble du monde, c'est-à-dire en comprenant cette fois les ex-pays de l'Est, la puissance électronucléaire installée n'est que de 357 Gwe.

Encore l'OCDE signalait-elle en 1982 que ces prévisions étaient très largement en baisse par rapport à celles qui avaient été publiées précédemment.

A partir de telles prévisions, il n'était donc pas totalement insensé de tabler sur une rapide augmentation de la consommation d'uranium naturel et par voie de conséquences, sur une hausse continue des cours de ce minerai.

En réalité, le prix de l'uranium¹ qui était en 1980 de 349 FF/kg n'est plus aujourd'hui que de 160 FF/kg, mais qui pouvait prévoir, à la fin des années 1970, un tel renversement de tendance. En effet, outre la demande qui a été très largement inférieure aux prévisions, l'augmentation de l'offre, à la suite d'importantes découvertes en particulier au Canada, a contribué à déséquilibrer un peu plus le marché mondial de l'uranium.

Le recours massif au retraitement a donc été à l'origine justifié par une analyse de l'évolution de la demande mondiale d'énergie qui pouvait dans les années 1970 paraître tout à fait raisonnable.

Après 1973, l'ensemble des pays développés avaient pour objectif de réduire leur vulnérabilité vis-à-vis des sources d'énergie importées aussi bien pour des raisons strictement économiques que dans un souci d'assurer la sécurité de leurs approvisionnements.

La France, aujourd'hui, reste un des rares pays, avec le Japon, à se soucier de son indépendance énergétique. Certains événements récents semblent pourtant démontrer que cette position, qui n'est plus partagée par nos principaux partenaires, n'est peut-être pas dénuée de toute logique !

1.1.2. L'alimentation en plutonium de la filière des réacteurs à neutrons rapides constituait une priorité.

Depuis l'origine des recherches sur le nucléaire, le CEA s'est intéressé à la possibilité de construire des réacteurs à neutrons rapides ou surgénérateurs.

A partir du moment où on considérait le plutonium formé dans les réacteurs à eau pressurisée comme une ressource valorisable, les réacteurs à neutrons rapides apparaissaient comme la solution la mieux adaptée pour le brûler avec efficacité.

Aujourd'hui où cette filière a été mise en sommeil par la France, il est parfois difficile de comprendre l'attitude des responsables des années 1970 qui considéraient le surgénérateur comme la meilleure réponse à la raréfaction et au renchérissement des ressources énergétiques.

Ainsi en 1969 la Commission PEON (Commission consultative pour la Production d'Electricité d'Origine Nucléaire) qui a très largement inspiré la politique électronucléaire française recommandait au Gouvernement : « de consacrer la plus grande part de son effort de recherche et de développement aux surgénérateurs ».

Or, malgré leur pouvoir surgénérateur, les réacteurs à neutrons rapides n'auraient pu se développer au départ que grâce au plutonium fourni par les réacteurs des autres filières d'où la nécessité de procéder au retraitement du combustible irradié sortant des centrales.

L'intérêt que l'on portait dans les années 1970 au développement d'une filière à neutrons rapides reposait sur des données concrètes et n'était pas, comme on voudrait le faire croire aujourd'hui, un simple délire technocratique. Au lendemain du premier choc pétrolier, les tensions sur le marché des ressources énergétiques étaient très importantes et de nombreux « observateurs qualifiés » estimaient que ces tensions allaient être durables d'autant que les prévisions de croissance de la demande d'électricité étaient inquiétantes.

Comme l'avait souligné M. Christian Pierret, Secrétaire d'Etat à l'Industrie, devant la Commission d'enquête qui s'est tenue en 1998 à l'Assemblée Nationale : « la décision de développer une filière de réacteurs à neutrons rapides n'était pas, loin de là, entachée d'une erreur manifeste d'appréciation ».

Pour certains spécialistes, les réacteurs à neutrons rapides reviendront inéluctablement sur le devant de la scène pour la production d'énergie en cas de crise grave, mais aussi en raison du rôle qu'ils peuvent jouer dans la destruction des déchets radioactifs.

En mettant fin de façon quelque peu prématurée au fonctionnement de Superphénix, nous nous sommes privés d'une expérience qu'il faudra peut-être, un jour, acquérir auprès des pays qui continuent à développer cette technique comme le Japon ou la Russie.

Même s'il est désormais possible de recycler, grâce au MOX, le plutonium dans des réacteurs à eau sous pression, il faut bien reconnaître que c'étaient les réacteurs à neutrons rapides qui convenaient le mieux pour cette opération.

On ne peut donc pas reprocher aux responsables techniques et politiques des années 1970 d'avoir choisi la voie du retraitement pour assurer l'approvisionnement de ce qui devait alors constituer une nouvelle filière de la production électronucléaire.

1.1.3. Le retraitement devait également permettre de ne pas envoyer de plutonium dans les installations de stockage définitif.

Certains pays comme les Etats-Unis, la Suède, la Finlande ou le Canada ont choisi une option différente et ont décidé de renoncer au retraitement et se sont prononcés en faveur du cycle ouvert et du passage unique en réacteur. Dans ce cas, le combustible irradié est considéré comme un déchet destiné à être enfoui en couches géologiques profondes après un passage plus ou moins long en entreposage de surface afin d'assurer son refroidissement.

Cette solution qui a l'avantage de la simplicité, a cependant l'inconvénient d'enfouir la totalité du plutonium contenu dans les éléments de combustible irradié.

Si, comme on vient de le voir, cette solution peut être critiquée d'un strict point de vue énergétique, elle est également peu satisfaisante du point de vue écologique.

Le plutonium est un produit hautement toxique qui ne doit donc être stocké définitivement en tant que déchet ultime que si l'on n'a aucun moyen de le réutiliser.

Le plutonium est un émetteur de rayonnements alpha, très peu pénétrants et qui peut donc être approché sans risque même à très courte distance. Il est en revanche particulièrement dangereux s'il pénètre dans l'organisme par inhalation ou par ingestion.

Séparer puis isoler le plutonium contenu dans le combustible irradié contribue donc à réduire le volume et surtout la toxicité des déchets qui seront envoyés en stockage définitif comme le montrent les deux schémas de la page suivante.

Etant donné la très longue durée de vie de certains isotopes de cet élément (le Pu 239 a une demi-vie de 24 000 ans), il faudrait attendre plus d'un million d'années avant qu'il ne disparaisse complètement des stockages où auraient été placés des déchets non retraités.

C'est pourquoi le premier document de référence sur la gestion des combustibles irradiés, le rapport du Conseil Supérieur de la Sûreté Nucléaire de novembre 1982, recommandait alors : « pour des raisons de sûreté à long terme, que les quantités d'émetteurs alpha et notamment de plutonium qui sont évacués dans les déchets stockés, soient considérablement réduites ».

On entend aujourd'hui très souvent dire que le choix du « tout retraitement » a été une erreur et qu'il aurait mieux valu, dès le départ, considérer les combustibles usés comme des déchets à envoyer directement en entreposage puis en stockage définitif. C'est oublier un peu vite qu'à l'époque où ce choix fût fait, il était communément admis que le nucléaire était appelé à un développement exponentiel qui devait inéluctablement conduire à une raréfaction accélérée des ressources en uranium. Chercher à réutiliser le plutonium sortant des REP devenait alors une solution logique admise par la quasi totalité des spécialistes.

Aujourd'hui avec le recul du temps, nous constatons que ce raisonnement reposait sur des prévisions qui ont été démenties par les faits, mais ne soyons pas trop sévères avec nos prédécesseurs, les erreurs de jugement que nous venons récemment de faire sur l'évolution du marché du pétrole doivent nous inciter à une très grande modestie en ce domaine.

1.2. L'évolution du contexte économique et politique a imposé à EDF un changement de stratégie.

C'est avec une certaine surprise que nous avons entendu en 1996 lors de la préparation d'un précédent rapport, les représentants d'EDF nous annoncer que le principe du « tout retraitement » était abandonné et que : « Si en moyenne chaque année, il sort des réacteurs d'EDF, 1 200 tonnes de combustible irradié, sur ces 1 200 tonnes, il a été décidé de n'en retraiter que 850 tonnes »²

C'était, à notre connaissance, la première fois que ce changement de stratégie était officiellement annoncé et il faut d'ailleurs noter que d'autres organismes auditionnés par l'Office se refusaient encore à accepter cette nouvelle donne.

On peut d'ailleurs remarquer à cet égard qu'une fois de plus les orientations déterminantes de notre politique énergétique ont été décidées sans aucune consultation ni même sans aucune information du Parlement qui venait pourtant de voter la loi de 1991 sur la recherche dans l'aval du cycle.

Les précédents rapports de l'Office ainsi que les discussions qui entouraient le vote de la loi de 1991 partaient du principe que tout le combustible irradié serait retraité et que le seul problème à régler concernait l'évacuation des déchets ultimes issus du retraitement.

Désormais, il faut également s'intéresser à la partie du combustible qui ne sera pas immédiatement retraité et qui devra être mis en attente de façon sûre et si possible économique, pour une durée qui pourrait éventuellement dépasser un siècle.

Pour le moment, tout laisse à penser qu'il s'agit là d'une décision qui ne devrait pas être remise en question dans les décennies à venir.

1.2.1. L'entrée d'EDF dans un marché concurrentiel de l'électricité conduit à s'interroger sur la compétitivité du retraitement et de l'utilisation du MOX.

Après plusieurs décennies de protection presque complète, le marché français de l'électricité devient un marché ouvert et concurrentiel.

L'application des Directives européennes a amené EDF à abandonner son marché captif comme l'avaient déjà fait les autres producteurs d'électricité en Europe et dans beaucoup d'autres pays à travers le monde.

Cette entrée dans le domaine difficile de la concurrence, même si elle est partielle, ne se fait pas sans mal et EDF a été dans l'obligation de revoir un grand nombre de ses stratégies afin de s'adapter aux nouvelles donnes.

Comme on pouvait l'imaginer et comme certains peuvent même le déplorer, EDF a désormais intérêt à privilégier le court et moyen terme et à réexaminer les investissements et les dépenses qui risquent de ne pas être immédiatement rentables.

Tout le problème est donc de savoir comment EDF pourra réduire ses coûts et en particulier ses coûts d'exploitation. Nous sommes en effet, en France, dans une situation où le plus gros des investissements a déjà été réalisé, et c'est donc pratiquement uniquement sur les coûts d'exploitation qu'EDF dispose d'une marge de man_uvre lui permettant de faire face aux attaques de ses concurrents.

Répartition des dépenses cumulées liées

au parc nucléaire existant

- dépenses d'exploitation 43 %

- investissement et amortissement 25 %

- amont du cycle 20 %

- aval du cycle dont démantèlement 12 %

Au début de l'année 2000, M. Bernard Esteve, vice-président et directeur du combustible à EDF a été amené à préciser, au cours d'une conférence de la Société Française d'Energie Nucléaire, les nouvelles orientations de la politique du producteur français d'électricité désormais confronté à la concurrence internationale : « Ma seule mission est de réduire les coûts du kWh » et cela pour se conformer aux instructions du Président qui a décidé qu'EDF devrait abaisser ses coûts de 15 à 30 % durant la période de 1999 à 2002.

Pour atteindre cet objectif : « EDF a l'obligation de réduire la part du combustible dans le prix du kWh » et M. Esteve a également tenu à préciser que le retraitement pourrait à cette occasion être remis en question : « Si le combustible MOX continue à enregistrer des performances inférieures à l'UO2, EDF ne sera plus motivé pour continuer à recycler ».

Ainsi se trouvait clairement posé le problème de l'avenir du MOX et par voie de conséquence de celui du retraitement dont il est désormais la principale justification.

En effet, à partir du moment où on a fini par admettre que la filière des réacteurs à neutrons rapides n'avait plus d'avenir immédiat, le maintien des opérations de retraitement ne repose plus que sur l'utilisation de ce type de combustible dans les REP.

Ce que l'on appelle le « moxage » des réacteurs à eau pressurisée consiste à remplacer une partie de l'uranium enrichi par de 5 à 7 % de plutonium extrait des combustibles irradiés lors des opérations de retraitement.

Il ne s'agit pas d'une technique nouvelle puisqu'elle avait déjà été étudiée dès les années 1950 aux Etats-Unis et mise pour la première fois en application en Belgique en 1963.

En France, il faudra attendre 1987 pour qu'un premier réacteur d'EDF soit rechargé avec du MOX. On peut, d'ailleurs, une fois de plus, remarquer que cette nouvelle orientation donnée à notre politique énergétique s'est faite subrepticement, et sans que le Parlement en soit réellement informé.

Certains commentateurs ont estimé qu'il s'agissait là d'un « lot de consolation »³ offert à l'industrie du retraitement pour tenter de compenser l'absence de perspectives dans le développement de la filière des réacteurs à neutrons rapides.

Il ne faut cependant pas croire que l'utilisation du MOX constitue une particularité française, les électriciens allemands, belges, suisses et japonais utilisent cette technologie souvent depuis bien plus longtemps qu'EDF.

Si le MOX permet une meilleure valorisation du combustible nucléaire et une réduction du plutonium à stocker, il est évident que l'adoption de cette stratégie a aussi été très largement motivée par le souci d'utiliser au mieux l'outil industriel existant dont les très lourds investissements devaient être amortis.

Ne pas recourir à la fabrication du MOX aurait inexorablement conduit la COGEMA à réduire drastiquement ses installations, les contrats passés avec les électriciens étrangers ne permettant pas d'assurer un plan de charge suffisant pour les deux unités de retraitement UP2 et UP3.

En tout état de cause, EDF se trouvait lié à la COGEMA par un contrat qui doit courir jusqu'en 2001 et qui prévoit que 850 tonnes de combustible irradié doivent être retraitées chaque année.

En l'absence du MOX, le plutonium se serait accumulé à raison de 2,7 tonnes supplémentaires par an, ce qui, outre les problèmes de sûreté et de sécurité d'entreposage, aurait posé des problèmes techniques, la qualité du plutonium « sur étagère » se dégradant rapidement en raison de sa transformation progressive en américium.

Le recours à la fabrication du MOX apparaissait donc comme une bonne solution de compromis mais était-ce pour autant une option économiquement intéressante ?

Selon les données que nous avions fournies dans un précédent rapport de l'Office⁴, la différence de coût entre l'option « retraitement » et l'option « stockage direct » est relativement faible et de l'ordre de quelques centimes par kWh.

Coût de la fin du cycle du combustible selon

l'Agence Européenne de l'Energie de l'OCDE

La DIGEC, quant à elle, estimait le coût du retraitement de 1 à 1,2 centimes par kWh contre 0,3 centime par kWh pour le stockage direct du combustible irradié.

Un rapport récent demandé par le Gouvernement au Commissariat au Plan ⁵ se montre beaucoup plus circonspect sur les avantages du retraitement dans un marché concurrentiel de l'électricité :

« Dans ces conditions, le surcoût lié au retraitement et à la fabrication du combustible MOX, par rapport à la fabrication directe du combustible UOX, neuf par enrichissement de l'uranium naturel n'est pas compensé par l'économie d'uranium naturel à travers l'utilisation du plutonium et par celle résultant de la réduction du coût direct du stockage des déchets ultimes. En d'autres termes, cette stratégie représente, du point de vue d'un électricien, une augmentation de son coût du kWh, ceci apparaissant comme un obstacle à sa compétitivité, élément de moins en moins supportable dans un marché qui s'ouvre à la concurrence ».

Le constat est sévère. Il ne faut cependant pas oublier qu'un au moins des trois rédacteurs est connu depuis longtemps pour ses positions peu favorables au nucléaire et que le retraitement a peut être fait les frais d'une alliance objective entre le marché et l'écologie !

Pour justifier ce jugement sévère sur le retraitement, les auteurs du rapport s'appuient notamment sur un scénario intitulé : quels auraient été les bilans matières et économiques dans le cas où le parc nucléaire français aurait été mis en place sans retraitement et donc sans fabrication de MOX ?

Ce scénario, S7, qui n'est bien entendu qu'une construction purement théorique, a été comparé à un scénario, S6, où du combustible MOX est utilisé dans 28 réacteurs pendant toute leur durée de vie et à un scénario, S4, où le retraitement s'arrêterait en 2010.

Les auteurs du rapport ont donc sélectionné :

- un scénario qui ne comporte aucune dépense d'investissement, de recherche et de fonctionnement liées au retraitement,

- un scénario où ces dépenses sont amorties sur la durée de vie du parc,

- et un scénario où ces dépenses sont amorties sur une durée plus courte d'utilisation.

Coût moyen du kWh (en centimes)

Scénario S7 : 13,65

Scénario S6 : 14,46

Scénario S4 : 14,27

Selon cette simulation, le retraitement aurait donc un bilan économique défavorable et la poursuite de l'utilisation de cette technique ne constituerait pas, pour EDF, une solution intéressante en terme de rentabilité.

Si les auteurs du rapport reconnaissent que la poursuite du retraitement pendant toute la durée du parc permettrait, par rapport à un arrêt en 2010 :

- d'économiser 5 % d'uranium naturel,

- de réduire de 12 à 15 % les quantités de plutonium et d'américium à envoyer en stockage définitif, ils soulignent néanmoins que cela se ferait au prix d'un surcoût total de 1 %, soit de 28 à 39 milliards de francs et d'un rallongement du temps d'entreposage des combustibles MOX irradiés, ceux-ci ne pouvant être envoyés en stockage qu'en 2150/2200 du fait de leur très fort dégagement thermique.

Depuis quelques mois, la question de l'avenir du retraitement ne semble plus être tabou à la direction d'EDF où on fait remarquer que les coûts du MOX devront s'aligner sur ceux des solutions alternatives, position qui va certainement influer sur les négociations en cours avec la COGEMA.

Toutefois, dans une note interne⁶ « dont l'AFP a eu la copie », le CEA estime que le retraitement est toujours un « procédé d'avenir ».

Selon le CEA, la poursuite du retraitement au-delà de 2010 devrait permettre d'économiser 5 % d'uranium naturel et de réduire de 12 à 15 % les quantités de plutonium à gérer alors que le surcoût pour le consommateur ne serait seulement de 1,3 % par KWh, soit environ 0,15 centime.

Toujours selon cette note interne, si la France avait opté pour le stockage direct des combustibles usés, le coût moyen du KWh d'origine nucléaire n'aurait baissé que de 5 %, soit 0,8 centime alors que le stock de plutonium aurait augmenté de 30 %.

Cela confirmerait donc, selon le CEA, « l'intérêt environnemental du retraitement/recyclage pour un impact économique faible ».

1.2.2. L'extension de l'utilisation du MOX est également freinée par des oppositions socio-politiques.

Pour le moment, EDF n'a « moxé » que 20 des 28 tranches qui pourraient théoriquement l'être.

Lors des auditions des représentants du producteur français d'électricité, il est clairement apparu qu'EDF ne souhaitait pas, pour les raisons économiques qui viennent d'être exposées, aller au-delà de ces 20 tranches.

La COGEMA quant à elle continue à militer pour l'extension de l'utilisation du MOX estimant, entre autres, que son usine MELOX qui fabrique ce type de combustible ne serait rentable qu'à partir de 28 tranches « moxées ».

Dans ces conditions, existe-t-il un quelconque espoir de voir augmenter la production et l'utilisation du MOX en France, ce qui réduirait d'autant les quantités de combustible irradié à mettre en entreposage ?

Pour le moment, il faut bien reconnaître que les réticences pratiques d'EDF sont très largement confortées par des oppositions cette fois de caractère dogmatique, à l'utilisation de ce nouveau combustible nucléaire.

Depuis quelques années, une partie de la classe politique, minoritaire mais très agissante, milite ouvertement pour un arrêt du retraitement et donc de la fabrication du MOX.

Les mouvements antinucléaires ont bien senti que le retraitement constituait le maillon le plus faible de l'ensemble du cycle du combustible nucléaire et ils ont très logiquement concentré leurs attaques contre l'usine de La Hague semant le doute dans une partie de la population sur la sûreté et même sur l'utilité de cette installation.

L'annonce par le Gouvernement allemand de l'arrêt, à terme, du retraitement de ses combustibles irradiés, est venue conforter la position de ceux qui dans notre pays, estiment qu'il est temps d'opter pour le stockage direct ou même pour la sortie programmée du nucléaire.

La réunion du 25 juin 2000 des quinze pays de la Convention OSPAR (Oslo-Paris) sur les rejets dans les océans a encore fragilisé la position des partisans du retraitement, la France et la Grande-Bretagne se trouvant isolées et mises en quelques sorte en accusation au sujet des rejets des usines de La Hague et de Sellafield.

Après avoir demandé aux pays signataires de s'engager à : « une réduction progressive et significative des rejets de substances radioactives », le texte adopté lors de la réunion du 25 juin 2000 précise que : « l'option du non-retraitement du combustible usé éliminerait les rejets et les émissions de substances radioactives qui découlent du retraitement ».

Sortant alors totalement du cadre de la Convention, certains pays ont même demandé l'interdiction pure et simple du retraitement. Devant l'opposition de la France et de la Grande-Bretagne, un texte de compromis a été adopté qui précise néanmoins que : « les parties décident que les autorisations de rejets radioactifs des installations de retraitement seront revues par les autorités nationales compétentes en vue de mettre en _uvre l'option du non-retraitement ».

Ainsi, subrepticement, par un biais détourné, un organisme qui n'avait aucune compétence ni aucune autorité pour le faire, a tenté d'imposer la fin du retraitement.

En effet, de deux choses l'une : ou la Convention OSPAR n'a pas de portée réelle, ou il s'agit d'un véritable engagement et le Gouvernement français doit commencer à réduire les autorisations de rejet de l'usine de La Hague jusqu'à ce qu'elle ne soit plus à même de fonctionner ?

Une fois de plus, comme cela est devenu l'habitude pour tout ce qui touche au nucléaire, les mesures les plus graves sont prises dans une quasi-clandestinité et en se gardant bien d'en informer les parlementaires.

Il est quand même curieux de constater que ceux qui réclament, à corps et à cris, une transparence totale pour l'industrie nucléaire, se gardent bien d'avoir les mêmes exigences dès qu'il s'agit de prendre des mesures défavorables à cette industrie.

La Ministre française de l'environnement a elle aussi manifesté clairement sa méfiance envers le retraitement et le MOX. Prenant la parole le 3 octobre 2000 lors d'un colloque à l'Assemblée Nationale, elle a en effet déclaré : « Le retraitement du combustible est une opération dont la logique économique n'est plus assurée. Au total, sur la durée de vie du programme français, cela pourrait coûter 164 milliards de francs pour retraiter simplement 150 tonnes de plutonium sur un total de l'ordre de 600 tonnes et au prix d'une complexification de la gestion des déchets. Plus on arrêtera rapidement cette opération, moins on perdra d'argent ».

Si, officiellement, le Gouvernement français n'est engagé ni par la résolution de la réunion OSPAR, ni par l'intervention de sa Ministre de l'Environnement, il n'en demeure pas moins que la France et la Grande-Bretagne se trouvent aujourd'hui isolées en Europe et que le statut quo sur la fabrication du MOX restera dans les années à venir la solution la plus acceptable à la fois pour l'exploitant et pour les responsables politiques qui ne souhaitent manifestement pas s'engager dans une controverse interne et externe sur le sujet.

Il n'en demeure pas moins que cette « non décision » laisse entier le problème de la gestion et de la destination finale de la part des combustibles irradiés qui ne seront pas retraités ou du moins pas immédiatement retraités.

1.2.3. La position d'EDF

L'avenir du retraitement, et par voie de conséquence celui du Mox, dépendra désormais presque exclusivement des décisions d'EDF qui risque, à terme, de se retrouver pratiquement le seul client de la COGEMA.

Les décisions de ne plus retraiter de l'Allemagne, de la Suisse et peut-être de la Belgique, et la construction d'une usine de retraitement au Japon, risquent en effet de priver la COGEMA de la quasi totalité de la clientèle étrangère qui alimentait une des deux usines de La Hague.

La position d'EDF est donc l'élément fondamental de la réflexion que les responsables politiques devraient mener sur ce dossier.

C'est pourquoi, l'Office a organisé le 3 mai 2001 une journée d'auditions publiques ouvertes à la presse où toutes les parties concernées ont pu faire connaître publiquement les positions qu'elles entendaient prendre vis-à-vis du retraitement et de l'utilisation du MOX.

Pour M. François Roussely, Président d'EDF, l'intérêt du retraitement doit s'analyser dans la durée en tenant compte des avantages que présente cette technique : valorisation du potentiel énergétique de l'uranium, meilleur conditionnement des déchets à haute activité et réduction de la quantité de combustible usé par concentration du plutonium dans les assemblages de MOX.

L'option retraitement permet donc à la fois de limiter les quantités de plutonium séparé et de ménager l'avenir énergétique à long terme.

Des centrales d'EDF sortent désormais chaque année :

- 1050 tonnes de combustibles UO2 irradiés,

- 100 tonnes de combustibles MOX irradiés.

Après un refroidissement de deux ans dans les piscines des centrales, le combustible UO commence à être envoyé à l'usine de la COGEMA de La Hague où 850 des 1050 tonnes déchargées seront retraitées dans un délai moyen de 8 ans, le plutonium obtenu étant ensuite recyclé sous forme de MOX alors que l'uranium récupéré reste pour le moment pratiquement sans utilisation.

Les 200 tonnes qui ne sont pas immédiatement retraitées sont alors entreposées dans les piscines de la COGEMA et augmentent d'autant les 10 000 tonnes déjà en réserve en vue : « d'une production ultérieure de MOX ».

Les 100 tonnes de combustible MOX sont également entreposées en piscine : « pour assurer leur refroidissement » sans que leur destination finale soit précisée.

L'accroissement continu des quantités de combustibles irradiés semblait donc inéluctable jusqu'à ce que EDF produise un nouveau schéma selon lequel ce stock finirait par se stabiliser pour ensuite décroître.

Pour cela, EDF table sur la poursuite de l'augmentation des taux moyens d'irradiation des combustibles.

Comme tous les autres producteurs d'électricité, EDF a réussi à augmenter le taux d'irradiation des combustibles ce qui conduit, soit à diminuer le nombre d'assemblages neufs à introduire à chaque rechargement (1/4 ou 1/5 au lieu d'1/3 initialement), soit à allonger la durée des campagnes (1/3 sur 18 mois au lieu de 1 an).

Cette augmentation du taux de combustion permet d'obtenir une même quantité d'électricité avec une quantité moindre de combustible, ce qui entraîne la réduction des tonnages de combustibles irradiés à sortir chaque année des réacteurs.

En ce qui concerne les combustibles UO2, l'augmentation du taux moyen d'irradiation des combustibles est d'ores et déjà de 27 % par rapport aux données initialement prévues.

Selon EDF, la poursuite des progrès dans ce domaine devrait permettre de stabiliser, vers 2015, le stock de combustible irradié en attente aux environs de 12 000 tonnes. A partir de cette date, ce stock commencerait même à diminuer ce qui permettrait de revenir, comme dans le passé, à un équilibre parfait entre les quantités déchargées des réacteurs et les quantités retraitées chaque année ainsi que le montre le tableau ci-après.

Votre rapporteur a pris note de ce nouveau scénario qui n'avait pas été présenté au début de la présente étude.

Source : EDF

Pour parvenir à cet équilibre, EDF devrait donc décharger annuellement 750 tonnes de combustible UOX et 100 tonnes de MOX, ce qui suppose la poursuite des progrès techniques à peu près au même rythme que celui qui a prévalu au cours de la précédente décennie.

Ce processus est à première vue séduisant puisqu'il permettrait, dans des délais assez courts, de trouver une solution définitive pour les combustibles irradiés excédentaires.

Les améliorations importantes qui ont été apportées au combustible lui-même, aux alliages des aiguilles ainsi qu'à l'architecture des c_urs de réacteurs ont en effet permis de passer d'un taux d'irradiation de 33 000 MégaWatt jour/tonne en 1970, à 43 000 MégaWatt jour/tonne aujourd'hui. EDF n'exclut pas de repousser cette limite à 52 000 MégaWatt jour/tonne, la limite actuellement autorisée n'étant que de 47 000 MégaWatt jour/tonne.

Mais comme nous le notions déjà dans un rapport de l'Office en 1998⁷ : « La limite à respecter dans cette montée des taux de combustion est bien sûr celle fixée par des considérations de sûreté. En effet, l'enveloppe des aiguilles de combustible se fragilise quelque peu au fur et à mesure de l'irradiation. Par ailleurs, les produits de fission formés au cours des réactions s'accumulent dans la gaine, nuisent à sa tenue mécanique et dans une certaine mesure empoisonnent le combustible lui-même. Afin d'éviter des ruptures de gaine qui se traduiraient par une pollution radioactive du circuit primaire de refroidissement, des limites d'exploitation très précises sont imposées par les autorités de sûreté, en fonction du type de combustible et de réacteur.

Il semble bien qu'un autre facteur doive être pris en considération dans l'augmentation du taux de combustion, c'est celui de la montée des isotopes pairs du plutonium qui rend celui-ci de plus en plus difficile à recycler dans les réacteurs à eau pressurisée. »

Le isotopes pairs du plutonium qui auraient constitué un excellent combustible pour les réacteurs à neutrons rapides sont en revanche un véritable poison de la réaction en chaîne dans les réacteurs à eau pressurisée.

Le schéma, certes séduisant, proposé par EDF ne comporte donc pas que des avantages et entraîne toute une série de difficultés auxquelles il faudra apporter des réponses avant de s'engager plus avant dans la voie de l'augmentation des taux d'irradiation.

S'agissant des combustibles MOX irradiés, le Président d'EDF a indiqué qu'ils ne constituaient pas des déchets et qu'ils avaient : « vocation à être retraités », les contrats liant EDF et la COGEMA ne faisant d'ailleurs aucune distinction entre les combustibles UOX et les combustibles MOX.

Toutefois, et la nuance est importante, EDF retraitera prioritairement les assemblages : « les plus froids et contenant le plutonium de meilleure qualité », c'est-à-dire les combustibles UOX.

Compte tenu du stock de combustible UOX disponible dans les piscines de La Hague, le recyclage du MOX pourrait donc être reporté à une date que l'on peut sans exagération qualifier d'indéterminée, ce qui a certainement contribué à la naissance d'une rumeur, très largement répandue, même au sein de l'entreprise, selon laquelle EDF ne serait pas intéressé par le recyclage du MOX.

Il faut d'ailleurs bien admettre que le problème du recyclage du MOX ne se pose pas de façon urgente étant donné les très longs délais de refroidissement de ce combustible et la relativement faible importance des quantités en cause : 2 300 tonnes en 2020.

Après avoir affirmé que ces combustibles devaient être retraités, le représentant d'EDF a toutefois quelque peu nuancé son propos en précisant qu'à la date de la prise de décision on disposera certainement de données nouvelles et peut-être même de réacteurs nouveaux qui faciliteront les choix à faire et cela grâce aux recherches conduites dans le cadre de la loi de 1991. On n'exclut donc pas, en fin de compte, que ces combustibles MOX seront en définitive entreposés à long terme, transmutés ou encore envoyés tout simplement en stockage géologique profond.

1.2.4. La position de la COGEMA

La position de la COGEMA a le mérite de la clarté : La Hague n'est en aucun cas un site d'entreposage ou de stockage, conformément aux décrets qui ont autorisé le fonctionnement de ces usines et aux contrats passés avec les électriciens et notamment avec EDF, tous les combustibles reçus doivent donc être retraités.

Depuis le début de leur fonctionnement en 1976, les installations de la COGEMA ont procédé au retraitement de 16 300 tonnes de combustibles irradiés dont 7 000 tonnes appartenaient à EDF.

Quantités de combustibles usés traités à La Hague

(en tonnes)

Actuellement, dans les piscines des usines de La Hague sont entreposées 7 500 tonnes de combustibles irradiés dont 7 000 appartiennent à EDF.

Ce chiffre apparemment assez important est en partie justifié par la nécessité de laisser refroidir le combustible 5 ans au moins pour obtenir une baisse suffisante de la radioactivité, ce qui permet notamment de réduire les effluents sortant des usines. Toutefois, la durée moyenne de séjour des combustibles dans les piscines de La Hague avant retraitement est actuellement en moyenne de 8 ans.

Ce décalage entre les délais imposés par la technique et les délais réels s'explique en grande partie par la volonté d'EDF de ne pas stocker de plutonium « sur étagère » et donc d'aligner la vitesse de retraitement sur les capacités de fabrication du MOX.

L'augmentation des taux de combustion obtenu par EDF est également un facteur de retardement des opérations de retraitement, les combustibles ainsi exploités nécessitant un temps de refroidissement plus long.

Pour cet ensemble de raisons, il est évident que la tendance à l'allongement des durées d'entreposage avant retraitement ne peut que se confirmer.

Si l'outil industriel fonctionne bien et ne connaît pas de retards, contrairement à son concurrent anglais, son plan de charge est déterminé par la demande des clients et la COGEMA n'a que peu de marge de man_uvre face aux contraintes qui lui sont imposées de l'extérieur. Le rythme d'utilisation du MOX conditionnera, en l'absence de création de nouveaux réacteurs plutonivores, la vitesse de sortie des éléments de l'entreposage.

Dans les conditions actuelles de la réglementation, les installations de la COGEMA à La Hague ne peuvent pas servir à entreposer du combustible irradié qui ne serait pas destiné au retraitement et sa Présidente, Mme Anne Lauvergeon, a bien précisé lors des auditions de l'Office du 3 mai qu'elle ne souhaitait pas qu'on lui accorde la possibilité de se transformer en centre d'entreposage ce qui serait contraire, selon elle, à la vocation de son entreprise.

1.3. Les combustibles irradiés excédentaires sont-ils en attente d'un futur retraitement ou d'un stockage définitif ?

A partir du moment où EDF admet que seule une partie du combustible irradié sortant des centrales sera retraitée, va immanquablement se poser le problème de la destination finale qui sera réservée aux combustibles en excédent.

L'entreposage pour des raisons de sécurité et de sûreté mais aussi pour des raisons économiques, ne peut être que temporaire même si on admet désormais que ce temporaire pourrait durer quelques centaines d'années.

Deux options sont alors possibles pour assurer la sortie de l'entreposage :

- Soit l'envoi en stockage définitif, en principe en couches géologiques profondes.

- Soit le retraitement si la nécessité s'en fait sentir, on parle alors de « retraitement différé ».

Certains pays comme les Etats-Unis ou la Suède ont d'ores et déjà choisi le stockage direct. Après un entreposage permettant le refroidissement et surtout la construction des centres de stockage, les combustibles, assimilés à des déchets, seront définitivement enfouis dans des formations géologiques profondes. L'entreposage n'est donc, dans ce cas, qu'une phase préparatoire d'un processus d'élimination définitive de ces déchets.

Il est aussi possible de considérer que les combustibles non immédiatement retraités constituent néanmoins une source potentielle d'énergie qu'il sera, à un moment donné, possible d'exploiter si la conjoncture devient favorable.

Pour le moment, la France ne semble pas avoir officiellement tranché entre ces deux options. Il serait pourtant nécessaire, pour des raisons techniques mais aussi économiques et même politiques, de savoir dès maintenant à quoi va servir l'entreposage des nombreuses tonnes de combustible qui vont s'accumuler au fil des années.

1.3.1. Les arguments en faveur du retraitement différé.

Si le sort final des combustibles non immédiatement retraités n'a pas encore été officiellement arrêté, de nombreux arguments militent en faveur de solutions techniques qui permettront, au bout d'un temps plus ou moins long d'entreposage, de les reprendre et de les envoyer dans de bonnes conditions dans les usines de retraitement.

Trop d'incertitudes planent en effet sur l'évolution des marchés des énergies fossiles, sur les effets de la pollution atmosphérique ou sur le progrès des techniques, pour se priver, dès le départ, de ce qui ne constitue pas un déchet, mais une matière énergétique potentiellement valorisable.

Les incertitudes sur l'évolution de la demande d'énergie.

L'expérience des dernières années nous a enseigné que toutes les études prospectives en matière d'énergie ont une caractéristique essentielle commune : leur inexactitude. Il faut être humble en cette matière et admettre que nous ne savons pas ce que sera la demande d'énergie dans les années à venir.

L'évolution actuelle du monde et en particulier celle des pays à économie émergente tels que la Chine, l'Inde, le Vietnam ou encore l'Indonésie, laisse néanmoins penser que la consommation d'énergie ne peut que se développer.

Qu'on le veuille ou non, dans les conditions actuelles, le développement économique passe par la croissance de la consommation d'énergie et on ne voit pas en vertu de quel principe on interdirait à ces pays émergents d'utiliser les moyens dont nous avons nous-mêmes usé et même abusé.

1,2 Milliards d'habitants des pays développés, soit 20 % de la population mondiale, consomment 60 % de toutes les ressources énergétiques, alors que dans le même temps, les 5 autres milliards d'habitants des pays en voie de développement n'en consomment que 40 %.

Cette répartition extrêmement déséquilibrée, que viendra encore augmenter la croissance démographique des pays pauvres, va poser de graves problèmes économiques et politiques.

Les conditions dans lesquelles ces personnes et en particulier celles qui appartiennent aux pays à économie émergente, vont pouvoir accéder à des fournitures d'électricité fiables et abordables, sont loin d'être résolues. Il est d'ailleurs symptomatique que le dernier rapport du Conseil mondial de l'énergie présenté en Mai 2000 ne dise rien des tensions qui pourraient survenir dans le marché de l'énergie, si ce n'est que « les ressources énergétiques sont abondantes ». Globalement cette affirmation est exacte mais il faut aussi tenir compte de la mauvaise répartition régionale des ressources en énergie et de l'instabilité politique qui menace certains pays producteurs.

Se priver de la ressource potentielle que représentent les combustibles irradiés temporairement entreposés serait une erreur : l'uranium et le plutonium présents dans une tonne de combustible usé représentent la même valeur énergétique que 20.000 tonnes de pétrole et un seul gramme de plutonium recyclé dans du combustible MOX permet de produire autant d'électricité qu'une tonne de pétrole.

Les réserves actuellement connues de minerais d'uranium devraient permettre de faire fonctionner pendant une centaine d'années les réacteurs actuels à neutrons lents qui n'utilisent que de 0,5 à 1 % l'énergie contenue dans l'uranium naturel. Si la croissance de l'énergie nucléaire initialement prévue ne s'est pas réalisée, rien ne dit qu'on n'assistera pas, dans quelques décennies, sous la pression de la demande ou en raison d'impératifs environnementaux, à un redémarrage de cette industrie et par voie de conséquence à l'apparition de tensions sur le marché de l'uranium naturel.

L'utilisation ou la non-utilisation du potentiel énergétique contenu dans les combustibles irradiés mis en réserve dépendra d'une demande momentanée d'énergie qu'il est pour le moment totalement impossible de prévoir.

L'épuisement des ressources en énergie fossiles est inéluctable et dans l'état actuel de nos techniques, il est évident que les énergies renouvelables ne suffiront pas à répondre à l'accroissement de la demande en énergie des pays du tiers-monde.

Les ressources en uranium sont en revanche abondantes, réparties sur l'ensemble de la planète et ce qui est encore plus important, situées en grande partie dans des pays politiquement et économiquement stables. Si on ajoute à ces réserves naturelles, le plutonium et l'uranium issus du déstockage militaire et du retraitement, on peut considérer, même sans envisager de recours à la filière des surgénérateurs, qu'il serait possible de faire face à une importante accélération des programmes de constructions de centrales.

Cette relative abondance des réserves d'uranium naturel ne doit cependant pas servir de prétexte pour gaspiller celles qui seront conservées dans les entreposages de combustible irradié.

Les incertitudes tenant aux effets de la pollution atmosphérique.

La deuxième incertitude qui pourrait affecter la production d'énergie tient aux effets de la pollution provenant des combustibles fossiles.

Comme cela avait déjà été évoqué dans un précédent rapport⁸ de l'Office, la prise en compte des coûts externes liés à la production d'électricité donne une vision totalement différente de la répartition possible entre les différentes sources d'énergie. Même si cette approche nouvelle est encore très limitée du fait de la difficulté à évaluer les coûts liés aux externalités, il est évident que les dommages à l'environnement et sur la santé humaine auront un impact sur les prises de décision au même titre que les impératifs économiques.

Une étude réalisée pour la Commission européenne intitulée Externe et dont la dernière version a été publiée en 1998 propose une méthodologie pour évaluer les coûts environnementaux des différents modes de production d'électricité.

Même en tenant compte d'éventuels accidents et en incluant les coûts liés au stockage à court et moyen terme des déchets, il est évident que le nucléaire bénéficie de coûts externes relativement bas comparés au charbon, au fuel et au gaz.

Les dommages liés au stockage à long terme des déchets nucléaires sont en revanche encore très mal connus mais il n'est pas prouvé qu'ils se produiront, du moins dans le millénaire qui suivra l'ouverture des centres souterrains de stockage.

Pour le moment, tant qu'une énergie de substitution économiquement rentable et sans effets nocifs sur la santé humaine et l'environnement ne sera pas trouvée, le moyen le plus sûr d'obtenir de l'électricité en grande quantité et sans émissions de CO² restera l'énergie nucléaire.

Il ne faut jamais oublier, comme le rappelait Mme Loyola de Palacio, vice-présidente de la Commission européenne, que la consommation de pétrole qui représente déjà 50 % du total du rejet de CO² liés aux activités humaines, devrait augmenter de moitié d'ici 2020 et qu'il serait, dans ces conditions : « absolument imprudent de renoncer au nucléaire ».

Les incertitudes sur l'évolution technique des réacteurs.

En l'état actuel des techniques et depuis l'abandon de fait de la filière des surgénérateurs, les besoins en plutonium sont très largement couverts par le retraitement et dans certains pays par l'emploi, dans des réacteurs civils, du plutonium en excédant dans le secteur militaire.

La recherche dans le domaine nucléaire peut toutefois donner naissance, dans un avenir relativement rapproché, à de nouveaux réacteurs dont le combustible préférentiel pourrait être le plutonium.

Si les recherches actuelles portent sur des techniques dites « évolutionnaires », comme l'EPR (European Pressurized Reactor), simple amélioration des procédés existants, d'autres recherches visent à mettre au point des technologies dites « de rupture » destinées à créer des nouvelles générations de réacteurs ou de combustibles.

Plusieurs de ces technologies, aujourd'hui encore au stade des études théoriques, seraient consommatrices de plutonium comme par exemple les RHR (réacteurs à haut rendement de deuxième génération) ou les combustibles APA (Assemblage de plutonium avancé).

Les réacteurs à haut rendement de première et seconde génération qui seraient caractérisés par un meilleur rendement thermodynamique et un taux de combustion élevé, font l'objet de recherches au niveau international car ils seraient susceptibles de brûler une part du plutonium issu du déclassement des têtes nucléaires de l'ex-Union soviétique. Dans une utilisation limitée au parc français, ils pourraient également brûler du plutonium obtenu par le retraitement des combustibles UOX ou MOX.

Le combustible APA pour sa part, permettrait d'alimenter des réacteurs à eau pressurisée avec du plutonium ayant au besoin fait l'objet de multirecyclages.

Le CEA prépare d'ores et déjà activement le nucléaire du futur en conduisant des recherches sur de nouveaux modèles de réacteurs électrogènes qui permettraient d'économiser les ressources naturelles en réutilisant celles qui sont encore contenues dans le combustible irradié ce qui pourrait aussi avoir l'avantage de minimiser ou même de réduire l'accumulation des déchets radioactifs à haute activité.

Bien qu'il ne s'agisse là que de projets dont la faisabilité pratique n'a pas encore été démontrée, on voit bien qu'il existe d'ores et déjà une volonté d'utiliser dans les années à venir, le plutonium produit dans les centrales.

Ne pas laisser ouverte la voie du retraitement même ci celui-ci ne doit être pratiqué qu'après une longue période d'entreposage, reviendrait à faire l'impasse sur toutes les recherches actuellement en cours, destinées à mieux valoriser les ressources énergétiques contenues dans le combustible irradié.

La quantité de combustible usé qui sera retraitée dans un avenir plus ou moins lointain, dépendra de bien des facteurs et notamment du marché de l'uranium, de l'évolution de la pollution atmosphérique mais aussi des progrès techniques de l'industrie nucléaire.

Toute extrapolation au sujet des quantités de combustible irradié qui devraient être envoyées en stockage direct, serait entachée de trop d'incertitudes pour pouvoir être prise en compte.

Nous devons donc nous réserver un éventail de possibilités aussi ouvert que possible et, jusqu'à démonstration du contraire, agir comme si le retraitement différé devait être la règle applicable à l'intégralité du combustible irradié entreposé.

1.3.2. Les recherches sur le stockage définitif du combustible irradié doivent toutefois être activement poursuivies.

Même si l'entreposage provisoire constitue un outil indispensable de flexibilité et d'adaptation du cycle du combustible nucléaire, il ne peut en aucun cas se transformer en solution permanente et définitive.

Tout en affirmant que le retraitement différé doit rester l'objectif normal, il faut cependant dès maintenant également envisager l'hypothèse où cette option devrait être abandonnée. Il serait alors nécessaire, pour dégager les installations d'entreposage, d'avoir recours au stockage définitif, qui selon toute vraisemblance, se ferait en couches géologiques profondes.

Il faut donc prévoir des modalités d'entreposage qui permettront, selon les décisions politiques ou industrielles qui seront prises dans le futur, d'envoyer dans de bonnes conditions, le combustible irradié en stockage, en tant que déchet.

L'Académie des sciences dans un rapport récent⁹ a attiré l'attention sur la nécessité de garantir la compatibilité entre un entreposage de longue durée et le stockage géologique profond.

L'Académie des sciences s'inquiète notamment de l'éventualité de transformations significatives et irréversibles du combustible pendant l'entreposage, qui modifieraient radicalement le relâchement à long terme des radionucléides en condition de stockage.

Le premier stade de recherche doit donc être de s'assurer qu'aucune transformation irréversible majeure ne se produira pendant la période d'entreposage.

Pour l'Académie des sciences, il convient donc dès maintenant de rechercher : « quels sont les paramètres clés contrôlant l'évolution du combustible qui sont raisonnablement accessibles à la mesure et qui permettent de comprendre l'évolution réelle du combustible, de garantir le maintien des fonctions et de prédire son évolution future ».

Tous les pays qui ont, dès l'origine, choisi la voie du stockage direct sans retraitement, devraient poursuivre des recherches en ce sens puisque leur combustible irradié se retrouvera fatalement, en l'état, dans des centres de stockage définitif.

Il ne semble pas toutefois que cet aspect du problème mobilise véritablement les efforts des chercheurs qui s'intéressent beaucoup plus au comportement à long terme des combustibles irradiés, dans les installations de confinement géologique.

S'il est tout à fait normal de se préoccuper du comportement des colis de déchets pendant les millénaires à venir, il faudrait aussi s'inquiéter de l'état dans lequel se trouveront les combustibles irradiés après quelques décennies ou quelques siècles d'entreposage.

Comme le souligne encore l'Académie des sciences : « le combustible irradié est l'un des systèmes physico-chimique les plus complexes qui soit du fait de la diversité des éléments chimiques qui le composent, des nombreuses hétérogénéités structurales qu'il présente et surtout de son déséquilibre latent ».

Actuellement, les recherches entreprises aussi bien en France par le CEA que dans les autres pays confrontés à ce problème, permettent d'affirmer que l'entreposage pendant une durée de 50 ans est réalisable, en piscine, sans avoir à prendre de dispositions particulières nouvelles.

Au-delà de cette période, la manipulation des assemblages dépendra de la bonne tenue de la gaine de combustible, ce qui nécessitera de passer à un entreposage à sec sous conteneurs spéciaux qui serviront à la fois au transport, à l'entreposage et finalement au stockage.

Si le retraitement différé constitue à l'heure actuelle la destination normale du combustible irradié qui sera provisoirement entreposé, on ne peut pas faire l'impasse sur la solution qui consisterait à renoncer à valoriser ces combustibles et à les traiter comme des déchets ultimes.

Les recherches doivent donc être conduites de façon à donner aux autorités compétentes, en temps utile, la faculté de choisir entre les deux voies possibles.

Il faut absolument éviter qu'au moment de la prise de décision, la dégradation des installations ou des assemblages conduisent à une irréversibilité de fait, transformant ainsi un entreposage provisoire en un stockage définitif non sûr.

2. L'entreposage à long terme d'une partie du combustible irradié est devenu inévitable.

La nécessité de concevoir puis de construire des installations d'entreposage de longue durée s'avère désormais impérieuse.

Les représentants d'EDF auditionnés pour la préparation du présent rapport ont été explicites sur le refus de leur société de ne retraiter que les combustibles irradiés correspondant aux quantités de plutonium nécessaires pour fabriquer le MOX destiné aux centrales prévues pour utiliser ce combustible.

Que le combustible excédentaire soit destiné en fin de parcours à être retraité ou envoyé en stockage définitif ne dispense pas d'étudier dès maintenant les moyens de le conserver en toute sécurité jusqu'à ce qu'une décision définitive soit prise.

Nous faisons nôtre la définition de l'entreposage à long terme donnée par le CEA : « une option de longue durée mais bornée du cycle du combustible permettant d'attendre une solution technique ou une décision politique ultérieure ».

Même si la nécessité de l'entreposage à long terme semble désormais admise par tous, il reste néanmoins un certain nombre d'incertitudes en particulier sur les quantités ou sur les types de combustibles qui seront concernés.

2.1. Quelles seront les quantités et les caractéristiques des combustibles irradiés qui devront être entreposés à long terme ?

En 1998, dans son quatrième rapport, la Commission Nationale d'Evaluation chargée de suivre les recherches sur la gestion des déchets radioactifs s'était inquiété du fait que dans les évaluations qui lui avaient été fournies, ne figurait aucune indication : « sur les combustibles MOX ou UOX non retraités d'EDF, les combustibles divers et échantillons de combustibles du CEA ou encore ceux de la propulsion navale ».

Tout en reconnaissant que ces combustibles usés ne constituaient pas des déchets ultimes au sens de la loi de 1992 puisqu'ils contenaient encore des substances valorisables, la CNE demandait néanmoins de pouvoir, à l'avenir : « disposer d'un inventaire spécifique de ces combustibles pour une première évaluation des sites d'entreposage ou de stockage éventuel ».

A la suite de ces remarques appuyées par l'Office, le Gouvernement a demandé au Président de l'ANDRA de proposer au Gouvernement toute réforme visant à fiabiliser l'inventaire de ces déchets et afin que les décisions sur le stockage et l'entreposage puissent être prises en toute connaissance de cause.

2.1.1. La majeure partie du combustible UOX irradié devrait continuer à être retraitée immédiatement.

Actuellement, le combustible le plus utilisé en France est du type UOX, fabriqué à partir d'oxyde d'uranium « neuf » provenant directement des mines.

Depuis 1996 et jusqu'à présent, le flux annuel de combustible usé sortant des centrales est de 1200 tonnes, la partie retraitée immédiatement devrait être approximativement égale à 850 tonnes, ce qui supposait donc que 350 tonnes devaient en revanche entreposées chaque année en attente de leur destination finale.

Ces chiffres qui étaient en quelque sorte « officiels » peuvent cependant, dans l'avenir, être sujet à quelques modifications, le Président d'EDF ayant, au cours des auditions publiques, annoncé qu'on s'orientait désormais vers une sortie annuelle de 1 150 tonnes de combustibles usés dont 100 tonnes de MOX.

Tout d'abord parce que ces 850 tonnes de combustible à retraiter correspondent au « moxage » de 20 tranches de centrales. Or 28 tranches nucléaires peuvent techniquement recevoir du MOX.

Dans un précédent rapport de l'Office¹⁰ nous avions cru comprendre qu'EDF saisirait l'opportunité qui lui était offerte de moxer ces 28 tranches autorisées.

Toutefois lors de l'audition des représentants d'EDF pour la préparation du présent rapport, l'optique avait changé puisqu'il aurait été décidé que les 20 tranches actuellement chargées avec du MOX constitueront un maximum qu'EDF ne souhaiterait pas dépasser. EDF considère en effet qu'elle n'aurait « aucun avantage »¹¹ à introduire du MOX dans les réacteurs des centrales de 1300 MW, cette solution étant réservée aux centrales de la seconde génération des 900 MW.

Le contrat entre EDF et la COGEMA qui vient à expiration à la fin de cette année devrait être renouvelé pour 10 ans sur des bases identiques, la quantité de combustible irradié envoyée en retraitement chaque année restant de l'ordre de 850 tonnes.

Selon toute vraisemblance, jusqu'au renouvellement des centrales du parc actuel, EDF va donc maintenir un système dual, certaines centrales recevant 30 % de combustible MOX alors que les autres fonctionneront uniquement avec du combustible UO2.

Qu'en sera-t-il après le début du renouvellement du parc actuel ?

Le « rapport Charpin »¹² a envisagé deux groupes de filières différentes.

Le premier groupe de ces filières de production nucléaire impliquerait, au-delà de 2010, la poursuite du retraitement et donc de l'utilisation du combustible MOX dans les REP actuels puis dans la nouvelle génération de réacteurs EPR actuellement à l'étude chez Framatome et Siemens et même dans des réacteurs de deuxième génération plus performants qui ne sont encore pour le moment que des projets à peine ébauchés.

Mais le « rapport Charpin » évoque aussi la possibilité d'un désengagement progressif du retraitement jusqu'à un arrêt complet en 2010 et l'adoption ensuite d'un « cycle ouvert » où le combustible serait envoyé directement en stockage définitif.

Pour peu qu'on arrive à décrypter les différentes hypothèses envisagées par ce rapport, il apparaîtrait que le maintien du retraitement n'apporterait qu'un avantage économique extrêmement limité par rapport à l'adoption du cycle ouvert à compter de 2010.

En effet, selon les auteurs du rapport, la poursuite de la stratégie française de retraitement/recyclage, même si elle était étendue aux 28 tranches « moxables » n'apporterait, par comparaison avec un arrêt du retraitement en 2010 :