Quatre ans après la catastrophe de Fukushima, la compagnie gérante de la centrale TEPCO (Tokyo Electric Power) doit maintenant parvenir à localiser, découper et récupérer pour l’entreposer dans un endroit sûr le combustible fondu de trois des quatre réacteurs de la centrale. Le retrait de ces débris de combustible, communément appelé corium, constitue une étape critique dans le programme de démantèlement des réacteurs accidentés, dont la durée totale pourrait être de trente à quarante ans. Si la société TEPCO estime que le combustible fondu est encore dans l’enceinte en béton, certains experts craignent qu’elle ne l’ait déjà traversée.

Des détecteurs de muons pour localiser le combustible fondu

TEPCO a annoncé la semaine dernière qu’elle allait prochainement tester un dispositif de localisation du combustible fondu dans les réacteurs au moyen de rayons cosmiques. Les rayons cosmiques sont des flux de particules provenant directement de l’espace parmi lesquels les particules de haute énergie et de charge négative appelées muons. Quoiqu’ils traversent librement de nombreux matériaux, les muons peuvent être stoppés par des substances à haute densité comme le combustible nucléaire.

Les chercheurs vont installer des détecteurs de muons autour du réacteur. A partir de leur trajectoire et de l’énergie qu’ils déposeront dans le détecteur, les chercheurs espèrent pouvoir produire une image de la présence du combustible nucléaire dans le réacteur. L’observation devrait durer deux mois à partir de cinq détecteurs placés autour de la centrale. Au terme de ces mesures, les chercheurs devraient pouvoir localiser précisément le magma métallique et minéral constitué du combustible nucléaire, des éléments de l’assemblage combustible et des divers équipements du cœur, voire de la paroi de la cuve du réacteur. Le dispositif, en cours d’installation, a déjà été utilisé pour localiser le magma dans les volcans, comme lors du projet diaphane mené par le CNRS sur le volcan de la souffrière en Guadeloupe (photo à gauche).

Une tête laser française à l’étude pour découper le corium

La localisation du combustible devra être suivi par son extraction, pour laquelle TEPCO a lancé un appel d’offre international. Au terme de l’appel d’offre, les opérateurs japonais ont sélectionné une offre française d’étude pour la découpe des débris de combustibles fondus dans les réacteurs accidentés de Fukushima. L’offre est portée l’association d’Onet Technologies et du CEA. Le premier, un des leaders français de l’industrie nucléaire, a déjà été retenu deux fois depuis 2013 au Japon pur d’autres techniques de démantèlement par téléopération, tandis que le second a développé le procédé de découpe.

L’association du CEA  et d’Onet Technologies fait suite à leur collaboration sur la réalisation de projets tels que le démantèlement de dissolveurs, dans le cadre du projet de démantèlement de l’usine de traitement de combustibles usés UP1 du site CEA de Marcoule. Le CEA y développe plusieurs technologies : la simulation d’un scénario de démantèlement en salle immersive de réalité virtuelle, un bras robot six axes à retour d’efforts équipé d’une série d’outils d’intervention (en photo ci-dessous) et le procédé de découpe laser de forte puissance avec refroidissement à l’air.

Si la technologie française est définitivement retenue, elle fera intervenir le robot six axes Maestro, commercialisé par l’entreprise marseillaise Cybernetix. Le robot est notamment équipé d’une tête laser chargé de découper les matériaux. « Nous avons développé cette technologie dans le cadre du programme de démantèlement français, » explique Christine Georges, chercheur au CEA et porteur du projet d’étude sur la découpe laser pour les débris de combustibles fondus des réacteurs accidenté de Fukushima. Elle présente plusieurs avantages : elle est facilement opérable à distance, permet des coupes franches des matériaux sans qu’ils ne se fissurent et génèrent moins d’aérosols que les autres techniques disponibles. » Si le robot doit intervenir dans le réacteur, celui-ci sera noyé préalablement, et la tête laser devra donc se montrer capable de travailler sous l’eau, ce dont elle n’a pas l’expérience industrielle. Elle devra aussi parvenir à découper ce corium très compact en cubes de 10 cm³ qui seront ensuite stockés dans des conteneurs. Une opération d’autant plus difficile que la composition exacte du corium est indéterminée.

Avant de procéder à la découpe du combustible, une étude de faisabilité conduite par le CEA et Onet Technologies sera transmise au MRI au mois de mars. Elle permettra de préciser les contraintes spécifiques sur le site et d’adapter la technologie de découpe pour l’optimiser. Par la suite, des essais devraient précéder la découpe à proprement dite.