22.6.1 Techniques de décontamination
La décontamination couvre un large éventail d’activités visant à éliminer ou à réduire la contamination radioactive dans ou sur les matériaux, les structures et les équipements. La décontamination partielle ou totale des structures ou des systèmes pour réduire les débits de dose avant l’application des techniques de démantèlement est une approche courante lorsqu’il s’agit d’installations NFC. La décontamination in situ des surfaces peut être réalisée par l’utilisation d’outils et de méthodes conventionnels tels que des meuleuses, des polisseuses, des aspirateurs et l’essuyage avec des chiffons humides, au lieu de recourir à des manipulateurs télécommandés ou robotisés coûteux. L’équipement de protection individuelle requis pendant le démantèlement peut être moins coûteux et plus confortable à utiliser si les niveaux de contamination sont considérablement réduits avant le démantèlement. Le choix entre les applications manuelles, à distance ou semi-télématiques est donc soumis à une analyse coût-bénéfice.
Les techniques de décontamination mécanique sont normalement appliquées pour les composants ayant une géométrie simple et des surfaces facilement accessibles, tandis que les méthodes de décontamination chimique peuvent être utilisées pour les équipements ayant des surfaces peu accessibles.
Les techniques de décontamination mécanique telles que l’élimination de la couche superficielle par meulage, le sablage avec des abrasifs, le nettoyage à la vapeur et la fracturation ont été appliquées avec succès dans de nombreux cas. Certains des équipements disponibles sur le marché sont présentés dans la figure 22.1-22.5.
22.1. Machine à cisailler utilisée pour enlever la contamination à surface fixe du béton.
22.2. Machine de cisaillement utilisée pour enlever la contamination à surface fixe et pénétrée plus profondément dans le béton. Note : le système d’aspiration et le système de tambourinage des déchets installés pour contenir la contamination en suspension dans l’air et limiter l’exposition.
22.3. Jet d’eau à haute pression utilisé pour éliminer la contamination de surface des équipements.
22.4. Un mini équipement portatif de martelage électrohydraulique est utilisé pour éliminer les taches de contamination profondément pénétrées.
22.5. Polisseuse de sol qui peut également être utilisée pour une élimination plus agressive de la contamination de surface.
L’application de la décontamination chimique avant le démontage est quelque peu limitée. Divers produits chimiques et gels de décontamination ont été développés, qui peuvent être appliqués alors que l’équipement est encore assemblé. Les processus de décontamination chimique tels que le décapage dans l’acide ou le nettoyage humide avec un liquide de décontamination sont très efficaces mais ne sont pas nécessairement effectués in situ. L’équipement démonté peut être transporté vers une installation de décontamination chimique pour être traité, dépollué ou réutilisé de façon limitée. Dans une fonderie, l’équipement n’est pas réutilisé, mais le métal fondu décontaminé peut être recyclé. À Necsa, l’installation de nettoyage chimique utilisée pendant la construction de l’installation d’enrichissement de l’uranium a été réaménagée en installation de décontamination lorsque le déclassement de l’installation d’enrichissement de l’uranium a commencé en 1995 (Smith et al, 1995).
Le principal avantage de la décontamination (même si l’équipement ne peut être réutilisé) est la minimisation des déchets radioactifs et, dans certains cas, la reclassification d’une grande partie des déchets dans une classe de déchets gérable avec un point final disponible au niveau national, par ex.Pendant le démantèlement de l’usine de retraitement Eurochemic en Belgique, un programme de démonstration semi-industriel a été lancé pour décontaminer les composants en utilisant des techniques de sablage à sec ou humide. La démonstration a conclu qu’il était économiquement préférable d’effectuer une décontamination à sec des composants jusqu’aux niveaux de libération plutôt qu’un conditionnement et une élimination des déchets sans décontamination préalable. Les résultats des techniques de sablage humide n’étaient pas satisfaisants en raison des volumes élevés de déchets secondaires générés pendant la décontamination. Une installation automatisée de décapage par abrasif sec disponible sur le marché a été installée. Le taux de réussite de la décontamination a été impressionnant et les surfaces ont été contrôlées à deux reprises par le service de physique pour s’assurer du respect des critères de dépollution. Les équipements qui n’ont pu être dégagés, en raison de leur forme et de l’impossibilité de mesurer toutes les surfaces, ont été fondus et libérés dans une installation de fusion contrôlée (Walthéry et al., 2009a et 2009b).
La décontamination n’est pas une panacée. Avant de choisir une technique de décontamination, une évaluation de son efficacité et de son potentiel de réduction de l’exposition totale doit être effectuée et comparée à des facteurs tels que la disponibilité commerciale, la génération de déchets secondaires gérables et l’impact environnemental possible. Les coûts supplémentaires et les autres risques associés aux processus de décontamination ne justifient pas nécessairement la réduction des quantités de déchets et de l’exposition des travailleurs. En outre, les systèmes liés à la sécurité pourraient être compromis s’ils ne sont pas compatibles avec les méthodes de décontamination.
Le nettoyage et la décontamination des équipements et des bâtiments à l’aide de vapeur ou d’une autre technique de source d’énergie élevée sont appliqués avec un taux de réussite élevé sur les équipements et les bâtiments provenant des installations U M/M et des installations de conversion de l’uranium. Les équipements sont répartis en deux catégories : (a) les équipements pouvant être utilisés sans restriction et évacués du site déclassé, et (b) les équipements pouvant être utilisés de manière restreinte sur un autre site d’extraction et de traitement. Lors du déclassement de l’usine de conversion de l’uranium en Corée, les équipements métalliques ont été démontés et découpés en petits morceaux. Les surfaces métalliques ont été décontaminées par des méthodes mécaniques et chimiques utilisant un jet de vapeur et/ou un nettoyage chimique par ultrasons. Plus de 70 % de l’ensemble des déchets métalliques en acier inoxydable ont été décontaminés jusqu’à atteindre des niveaux de libération (Choi et al., 2009). Les équipements contaminés démantelés dans les installations de conversion de l’uranium peuvent être décontaminés avec succès par des procédés de décontamination chimique et par un nettoyage à ultrasons et à la vapeur, si les équipements sont en acier inoxydable, en aluminium et ont des surfaces non peintes et non corrodées. Cependant, ce n’est pas le cas lorsque l’équipement a des surfaces en acier au carbone peintes et/ou corrodées. À Necsa, la décontamination d’équipements en acier au carbone contaminés par l’UF6 s’est avérée infructueuse et l’uranium a continué à s’échapper après un certain temps. La décontamination d’équipements dont les surfaces étaient peintes a entraîné la contamination des bains de nettoyage chimique dans l’installation de décontamination et l’impossibilité de prouver la précision des mesures après décontamination, en raison de la peinture résiduelle qui restait sur les équipements. D’autres méthodes de décontamination, comme la fusion, doivent alors être étudiées dans le cadre de la planification du déclassement. S’il n’y a pas d’installation de fusion disponible, l’installation d’une telle installation pourrait être envisagée (WISE, 2010). En général, le public et l’organisme de réglementation sont préoccupés par l’exploitation des fonderies et l’octroi de licences pour les nouvelles installations de production de CO2. L’autorisation de ces équipements de décontamination peut avoir un impact majeur sur le calendrier et le coût du déclassement, même si tous les équipements nécessaires peuvent être achetés sur étagère.
Les équipements contaminés provenant des installations U M/M qui ne peuvent pas être réutilisés ou dégagés peuvent être placés dans le parc à résidus, la mine souterraine, la mine à ciel ouvert ou la fosse ad hoc pour être éliminés, en fonction des critères nationaux d’acceptation des déchets et de l’approbation réglementaire (AIEA, 1994).
Les techniques de décontamination appliquées pendant le déclassement des installations d’enrichissement de l’uranium devraient être évaluées pour s’assurer qu’elles n’ont pas accumulé un risque de criticité excessif. L’introduction de grands volumes de modérateur de neutrons par l’application de techniques de décontamination par abrasion humide pourrait entraîner un incident de criticité.
L’utilisation d’acides minéraux dans la décontamination des installations de retraitement du combustible a été très réussie. Lors du démantèlement de l’installation de retraitement Eurochemic, les cuves de stockage des déchets ont été rincées et décontaminées immédiatement après leur vidage et la vitrification de leur contenu. Il a été décidé de réutiliser les cuves de stockage pour le stockage de déchets similaires. Le liquide de décontamination initial a été dilué et envoyé à l’installation de vitrification. Lors d’une évaluation plus poussée de cette option, les cuves de stockage n’ont pas été jugées aptes au stockage et un processus de décontamination chimique plus agressif a été introduit, ce qui a donné lieu à des volumes considérables de liquide de décontamination qui ont dû être stockés jusqu’à ce que le traitement soit possible. Le mélange de différentes solutions a également provoqué une précipitation excessive dans une cuve horizontale et de grandes quantités de sel actif à grain fin se sont déposées sur tout le fond de la cuve. Bien que le rinçage chimique dans le réservoir de stockage ait été considéré comme un succès, les débits de dose étaient encore trop élevés pour permettre un déclassement manuel sans effectuer au préalable un processus de décontamination à distance (Walthéry et al., 2009a et 2009b).