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Démantèlement des installations nucléaires Visiatome 14 mars 2013 J-M. DESTREZ CEA/DEN/DADN J.G. NOKHAMZON CEA/DEN/DADN | PAGE 1 CEA | Séminaire DEN du 26 au 28 juin 2012

Démantèlement des installations nucléaires Visiatome · o Bras téléopéré MAESTRO monté sur porteur o Découpe laser : pièces de forte épaisseur, sous H 2 O o Simulation

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Démantèlement des

installations nucléaires

Visiatome

14 mars 2013

J-M. DESTREZ CEA/DEN/DADN

J.G. NOKHAMZON CEA/DEN/DADN

| PAGE 1 CEA | Séminaire DEN du 26 au 28 juin 2012

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SOMMAIRE

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1. L’A/D au CEA

2. Les déchets

3. La R&D en A/D

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1. L’A/D au CEA

Enjeux, objectifs, stratégie

Périmètre

Organisation

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A&D dans l’actualité

Comité Stratégique de la Filière Nucléaire Présidé par A. De Montebourg et D. Batho

Montbard le 29/01/2013

Annonce de plusieurs mesures de soutien à la filière nucléaire:

Fonds de modernisation des entreprises nucléaires doté de 133M€

Renforcement de la filière du démantèlement « pour répondre aux

importants besoins à venir dans tous les pays concernés, en s’appuyant sur

l’excellence de nos entreprises en cette matière de haute technologie »

Innover, notamment en matière de démantèlement

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A&D ENJEUX, OBJECTIFS

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Gérer rigoureusement l’aval du cycle pour démontrer la gestion

durable du nucléaire :

Démantèlement des INB arrêtées

Reprise, conditionnement et réentreposage déchets anciens et CU

Evacuation des déchets vers les exutoires

L’objectif du CEA est de mener à bien, en toute sûreté et dans le strict respect des coûts et des délais, les programmes d’A&D des INB. priorités :

Finir le programme d’A&D de GRENOBLE,

Assainir et démanteler FAR,

A Marcoule : démanteler UP1 en priorité / Phénix et à l’APM.

DAM : PIE URE, MAR Célestins/ATM, terminer l’assainissement de DIF

Les autres programmes d’A&D seront menés en prenant soin :

De respecter :

les dates de fin de chantier imposées par décrets,

les objectifs principaux de sûreté / AS

De maîtriser les coûts de surveillance de ces installations

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PÉRIMÈTRE A&D AU CEA

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Saclay

Grenoble

Cadarache

Marcoule

HARMONIE, RAPSODIE, PHEBUS

ATPu, ATUE, STED

SILOETTE, MELUSINE

SILOE, LAMA, STED

LHA, ULYSSE, OSIRIS

APM, G1, PHENIX

STED

RM2, Bât. 18

REALISE

EN COURS

FUTUR

UP1, Célestins

G2G3

DIF Bâtiments G, D, ERA

Fontenay-

aux-Roses

Valduc Bâtiments Pu, U, T2

INBS PN

UDG

URE

Pierrelatte

Défense

Civil

Passé Présent

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Grande diversité d’installations :

Réacteurs : piscine, neutrons rapides, autres,…

Accélérateurs et irradiateurs ;

Laboratoires, ateliers et usine du cycle du combustible;

Installations de traitement de déchets et d’entreposage

Pas d’effet de série : contrairement à EDF ou Eurodif

Tailles diverses :

Réacteur : Ulysse INSTN -> Phénix

LAMA -> bat 18 FAR -> APM -> UP1

Installations de R&D, traçabilité des modifications, historique?

Traitement chimique de Combustibles irradiés :

=> niveau de contamination pouvant être important : FAR, APM, UP1,

Déchets très divers.

Sites nucléaires historiques :

=> FAR, SAC, MAR, GRE, CAD, DIF, VA…

SPECIFICITE A&D DU CEA

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Le démantèlement immédiat et complet d’une installation, recommandé par les

AS, sera mis en œuvre par le CEA chaque fois que cela sera réalisable : maîtrise

de la sûreté, diminution coûts de SENEX, utilisation personnel d’exploitation,….

Certains cas particuliers peuvent justifier d’un démantèlement différé : cas

de RN à vie courte, recherche d’optimum technico-économique,…( RAPSODIE)

STRATEGIE DU CEA

Etat final : Totalité substances dangereuses évacuées

(notamment RA) Si impossibilité : déclassement avec servitudes

associées à des points chauds localisés, ICPE nucléaire.

Déchets & effluents : minimiser, optimiser la catégorisation

(TFA-FA-FAVL-MAVL, HAVL), évacuer en ligne

Recherche d’optimisation technico-économique

Contexte réglementaire : lois 2006

Lois TSN & « déchets »

Décrets, prescriptions des AS Enquêtes publiques, décrets DEM

Critères d’assainissement poussé

Jalons de sûreté avec les AS

Lois de 2006

| PAGE 8 Servitudes publiques ou industrielles

Un

cad

re

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Les programmes DEN/DADN

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Valorisation

Propulsion nucléaire, applications industrielles du

nucléaire, matériaux pour la fusion, exploitation

d’installations (Réacteur Orphée, Laboratoires….)

ENJEUX DE LA DEN

Energie Nucléaire

Participer au développement du nucléaire

du futur

Soutenir le nucléaire actuel (industriels)

Assainissement-Démantèlement

Assainir et démanteler les installations

nucléaires en fin de vie

Gérer les déchets du CEA

Formation dans le domaine nucléaire

Direction

Assainissement

Démantèlement

Nucléaires

A&D Marcoule

A&D FAR-SAC

A&D CAD-GRE

Gestion déchets

Transports-Exutoires

Installations

Déchets T2 Dem ITER

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A&D : MAD ET DEM

1. Retrait matières et combustibles issues de l’exploitation

2. Opérations préparatoires au DEM, aménagements

3. Rédaction du dossier de DEM, Enquête publique

Référentiel

de sûreté

d’exploitation

Autorisation DSND

ASN décret

Evacuation CU Phénix

DEM Dissolveur

UP1

Déclassement INB

ASN

Référentiel

de sûreté

de DEM

DEM LAMA

Déclasst. mélusine | PAGE 11

MAD (Mise à l’Arrêt Définitif) & DEMantèlement

4. Opérations de démantèlement

Procédé : BàG, Chaines blindées,

Dissolveurs, cuves de réacteur,…

Réseaux et utilités actifs,

5. Assainissement des structures

Ecroutage, démolition partielle,…

6. Evacuation des déchets

7. Contrôles radiologiques finaux

8. Dossier de Déclassement

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A&D du CEA GRENOBLE

Périmètre : 6 INB

3 Réacteurs, 1 Laboratoire,

Traitement de déchets et effluents : 2 INB

Programme prioritaire du CEA (2001-2012)

Réorientation stratégique des centres CEA en 2001,

Objectif COP Etat / CEA tenu : fin DEM en 2012 (échéance initiale : 2015)

2 Réacteurs déclassés. Actions complémentaires d’assainissement poussé à

mener pour le déclassement de 4 INB en 2014

Budget global : ~ 300 M€,

Première grande opération industrielle

d’A&D à l’échelle d’un site qui se termine.

Retour d’expérience :

Maintenir les compétences et les capitaliser,

Nombreux aléas inhérents à cette activité,

Charges fixes importantes => maitrise du planning : anticipation, réactivité

Importance des aspects sûreté et des relations avec l’ASN,

Des quantités très importantes de déchets à gérer en liaison avec l’ANDRA,

Information régulière en local (personnel, CLI, médias)

SILOE

Mélusine

Déchets

Siloette

Réacteur Mélusine déclassé

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STED en exploitation :

Bâtiments 10 , 50, 53, 54 , 58 , 91, 95

Bât. 18 : Ancien labo. de

radiochimie - production de transuraniens (1957 – 1999)

18

Bât. 52.2 : Ancien labo. radio

métallurgie RM2 (1959 – 1982)

52.2

INB 165 « Procédés »

INB 166 « Supports »

A&D FAR PÉRIMÈTRE - OBJECTIFS

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Décrets 2006 : DEM INB 165 procédés < mi 2017, INB166 support : < mi 2018.

Stratégie du CEA :

Dénucléariser et assainir le site au plus tôt (centre urbain, surfaces pour DSV).

Tenir échéances décrets pour parties INB où cela est faisable. Prolongation décrets

RM2 : Travaux préparatoires terminés, Lancement DEM en 2012

DEM bat 18 3 CB en 2011, plus de 10 chantiers en cours

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CHANTIER PETRUS

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Rappel : Vue en coupe :

Vue 3D:

Brokks

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Programme UP1: 6 projets :

DEM Dégainage

DEM Usines

DEM Vitrification AVM

DEM SPF

RCD Bitumes + RCD Hors bitumes

DEM Ateliers support

Stratégie

Réaliser les opérations de DEM le plus tôt possible

Amélioration de la sûreté (diminution du terme source mobilisable)

Baisser les charges de SENEX

Evacuer les déchets FAMA & TFA sans délai vers les exutoires existants

Evacuer les déchets MA & HAVL le plus tard possible en :

Se calant sur les jalons des stockages ANDRA (spécifications – ouverture)

Respectant les exigences de la loi et les engagements DSND

MARCOULE

5 NOVEMBRE 2012

Autres programmes:

Centrale Phénix et gestion des combustibles APM

Réacteur G1

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A&D SACLAY : PÉRIMÈTRE - OBJECTIFS

INB 35 (STEL) : Décret du 8 janvier 2004

• Bt 387 : Assainissement du procédé bitumage < 2013.

• Bt 393 : Evacuation totalité effluents entreposés < 2014.

Assainissement avant 2020.

LHA (1960-1996) : Décret du 18 9 2008 :

• Déclassement de L’INB 49 en 2018

• 16 laboratoires -> 2 ou 3 ICPE radioactives

INB 72 (STED) : GP de février 2009 : en 2017 :

• Arrêt prise en charge déchets, MAD & engagement DEM

Mise à l'arrêt définitif puis DEM de l’INB 40 (OSIRIS) prévue à partir de 2016

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Démantèlement INB de CADARACHE

RAPSODIE : RS DEM (2009) jugé non recevable

• Evacuation déchets sodés avant fin 2013

ATUE (1963-1995) : Décret du 8 février 2006

nouveau dossier de DEM en cours avec EP

STED : rénovation STD et DEM STEL

INB 56 : RS DEM en 2015, Décret en 2018

CFCa (Cryott) : Dossier DEM cryotraitement transmis 2009

DEM en cours

.

Phébus : Dossier de DEM en 2015

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2. DECHETS NUCLEAIRES

Caractériser

Traiter, conditionner, expédier

Gérer les flux

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VIE COURTE (VC)

< 30 ans

VIE LONGUE (VL)

> 30 ans

Très Faible Activité

(TFA)

Déchets TFA

Centre de stockage TFA de Morvilliers

Faible Activité (FA)

Déchets

FMA

type A Centre de

stockage

FMA de

l’Aube

Déchets

tritiés

Entreposage

Déchets Graphite

SCI

Déchets Radifères

SCR

Moyenne Activité

(MA)

déchets type B

Stockage profond

Haute Activité (HA)

déchets type C

Stockage profond

Filières OPERATIONNELLES

Déchets évacuables en stockage de Surface

Filières à l’ÉTUDE

Déchets non évacuables ( loi du 28 juin 2006)

Les Filières de déchets

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FMA “Centre de l’Aube »

HAMAVL CIGEO 2025

TFA « Morvilliers »

CENTRES DE STOCKAGES DE DECHETS

FAVL 2021 ?

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ASS&DEM (FDC):

73872 m3 (37%)

ASS&DEM (FDD) UP1 : 121616 m3

(60%)

R&D : 5734 m3 (3%)

Déchets CEA (FAMA-VC+ FAVL+ MAVL+ HA)

Des volumes de déchets générés très importants

Alvéole CSTFA

DEM GRE Siloé

L’essentiel des déchets est généré par les programmes d’A&D

Les coût liés aux déchets représentent ~ 30% du coût des projets d’A&D

0

5000

10000

15000

20000

2006 2007 2008 2009 2010 2011

Quantités de TFA livrées au CSTFA

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3. Recherche et Développement en A/D

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Objectifs :

Diminuer les délais, coûts et déchets

Améliorer la sûreté

Axes de développement :

1. Evaluation état radiologique installations & sols

2. Réalisation d’opérations en milieu hostile

3. Décontamination structures et sols

4. Traitement de déchets et effluents

5. Caractérisation des déchets

Partenariats et contrats avec entreprises (licences)

Financement CEA + + : ~ 10M€/an, 50 personnes.

=> Valoriser la R&D & l’expérience du CEA auprès des industriels

=> Financer de la R&D, Résolution mutualisable de pbs, Royalties

R&D POUR LES PROGRAMMES d’A&D

Robot Maestro

Aspilaser

Chantier virtuel Narvéos

Mesure nucléaire

Mousse

Mg UP1

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R&D sur l’évaluation de l’état radiologique initial, en cours et final

des installations nucléaires et des sols pollués

Cartographie installations et sols, localisation points chauds,

identification radioéléments, estimation activité,

Gains attendus :

o Maîtriser les aléas, les plannings et les coûts,

o Optimiser les prises d’échantillons.

o Diminuer la dosimétrie en amont des opérations d’A&D

Développements :

o Mesure ND gamma (contamination bétons),

o Alpha Caméra : Pu dans les B à G

o LIBS : mesure in situ de la contamination,

o Méthode géostatistique pour optimiser les mesures

et limiter l’échantillonnage

1. Evaluation de l’état radiologique des

installations en A&D et des sols

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R&D sur la robotique, découpe de fortes épaisseurs, simulation,…

(APM, Pétrus, UP1 Dissolveurs MAR 200, SPF AVM, Phénix,…)

Robotisation, découpe fortes épaisseurs, chantier virtuel, ….

Gains attendus :

o Réponse technique à des problème spécifiques,

o Etude de scénarios, préparation de chantiers,

o Productivité, maîtrise des aléas, plannings et coûts,

o Maîtrise dosimétrie, diminution déchets (découpe),

o Valorisation.

Développements :

o Bras téléopéré MAESTRO monté sur porteur

o Découpe laser : pièces de forte épaisseur, sous H2O

o Simulation 3D et réalité virtuelle

o ….

2. Réalisation d’opérations en milieu hostile

Robot Maestro

Chantier virtuel Narvéos | PAGE 25

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R&D sur la décontamination des surfaces, structures, sols…

Gains attendus :

o Productivité, maîtrise des aléas, plannings et coûts,

o Diminution et décatégorisation des déchets

o Valorisation.

Développements :

o Décontamination de surfaces et structures par:

o Laser (ASPILASER)

o Électrodécontamination

o Mousses, gels,…

o Décontamination des sols

3. Décontamination des

structures et des sols

Aspilaser

Qualif. Atue (Astriane)

ISAI (fevdi)

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R&D sur le traitement des déchets & effluents spécifiques issus des

programmes d’A&D et de RCD et la caractérisation des déchets

Gains attendus :

o Définition d’une filière,

o Maîtrise des aléas, plannings et coûts,

Développements :

o Caractérisation de déchets (gamma, neutron,..)

o Traitement conditionnement de déchets :

• Mg des fosses dégainage d’UP1 :

=> Blocage par un liant (Géopolymère)

• Autres déchets (boues, pulvérulents,…)

=> Dévt. de formulations cimentaires

• Na et déchets sodés (Phénix, Rapsodie,..)

=> Dévt. de procédés

o Traitement d’effluents spécifiques anciens:

• Liquides Organiques FAR & SAC HA4 :

=> Lavage / Evaporation / Oxydation Hydro Thermale (DELOS)

• Liquides Organo Halogénés (SAC) :

Incinération par torche Plasma (IDOHL)

4. Traitement et conditionnement des

déchets et effluents

Mg UP1

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R&D pour la caractérisation des déchets issus des programmes d’A&D

Gains attendus :

o Catégorisation déchets, maîtrise de la production

o Standardisation des systèmes d’acquisition

o Gestion des flux (Système d’Information)

Développements ( et amélioration de l’existant ):

o Analyses non destructives:

• Imagerie γ et α

• Spectrométrie γ

=> Algorithmes de dépouillement

(Isotopie γ des Actinides –IGA)

=> Mesure des hauts flux γ (nouveaux détecteurs)

=> Spectrométrie γ à hautes énergies

• Mesures neutroniques passives (Matière Nucléaire)

• Mesures interrogatives

=> INA, IPA

=> Technique de la Particule Associée ( colis MAVL)

o Analyses destructives :

• Analyse des émetteurs béta à vie longue

• Miniaturisation des techniques analytiques

5. Caractérisation des déchets et des colis

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Installation SAPHIR (IPA)

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CONCLUSION

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Le marché de l’A/D en développement

Réacteurs

Labo et usines du cycle

Programmes d’A&D au CEA

Des programmes tous différents et nombreux

Des priorités claires liées aux contraintes budgétaires et humaines

Une expérience à l’échelle d’un site réussie: Grenoble

Déchets

Challenge majeur sur les chantiers d’A/D

R&D

Gains en sûreté ,en déchets et en coûts

Avantage concurrentiel

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18/03/2013

Organisation

CEA maître d’ouvrage & pilote opérationnel (~ 150 personnes)

CEA exploitant nucléaire

Assistance techniques, études &

Maîtrise d’œuvre : Ingénieries

Réalisation opérations d’A&D :

assainisseurs, roboticiens, sûreté,…

Commission

d’acceptation des

entreprises en

assainissement

radioactif

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Assist.

Métiers

CP ou CA

MOA :

DEN DADN

&

DAM DME

Pilotage Opérationnel :

MAR DPAD & DIF DPII

Entreprises de

Réalisation

Lot A

CP

MOEs

Industriels

Lot i Exploitant

INB

Assistances

Techniques

DOB Direction

de centre(exploitant nucléaire)

Pilotage stratégique

des programmes

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| PAGE 31 Séminaire DEN du 26 au 28 juin 2012

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