Centre de Cadarache


Centre de Cadarache

43° 41′ 15″ N 5° 45′ 43″ E / 43.6875, 5.76194

Le CEA vu du château de Cadarache (mars 2008)

Le centre d'études de Cadarache est l'un des plus importants centres de recherche et développement sur l'énergie nucléaire en Europe. Il comprend 21 installations nucléaires de base et emploie environ 6000 personnes dont 2100 agents du CEA. Le reste de l'effectif est constitué d'agents de l'Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire, de différentes filiales d'AREVA (AREVA NC et AREVA TA), du personnel d'ITER et de celui des divers sous-traitants. En outre, le CEA reçoit environ 9000 visiteurs par an ainsi que 450 stagiaires universitaires et scolaires. Le centre de Cadarache a été créé par le Commissariat à l'énergie atomique (CEA) le 26 octobre 1959[1] et inauguré en 1963, principalement pour étudier une nouvelle filière de réacteur : les réacteurs à neutrons rapides (RNR). Le premier prototype de ce type de réacteur (Rapsodie) y a été construit. le suivant Phenix a été construit sur le site de Marcoule et exploité jusqu'en 2008.

Cadarache est situé sur un site de 1 625 hectares (dont 867 clôturés) au confluent du Verdon et de la Durance, sur la commune de Saint-Paul-lez-Durance dans les Bouches-du-Rhône, à une quarantaine de kilomètres au nord d'Aix-en-Provence, aux confins de trois autres départements (Alpes-de-Haute-Provence, Var et Vaucluse).

Les activités du centre du CEA/Cadarache sont réparties autour de plusieurs plates-formes de recherche et développement sur l’énergie nucléaire (fission et fusion) mais aussi sur les énergies alternatives (biomasse, hydrogène, solaire, etc.) et les études sur l'écophysiologie végétale et la microbiologie. Le budget du CEA Cadarache est de l'ordre de 400 millions d'euros annuels (hors masse salariale), majoritairement dépensés sur la région PACA.

Sommaire

Liste des installations

Sur le site de Cadarache, on trouve 19 installations nucléaires de base dont une INBS consacrée à la propulsion navale.

Fabrication de combustible MOX (mélange d'oxyde)

Sur le centre du CEA/Cadarache, l'Atelier de Technologie du Plutonium (ATPu) a été arrêtée en 2003 et est aujourd'hui en cours de démantèlement. Le plutonium qui y était utilisé provenait du retraitement des combustibles de centrales nucléaires réalisé à l'usine AREVA de la Hague. L'ATPu de Cadarache avait été mis en service en 1962 pour fabriquer du combustible, il a ainsi produit, au total, environ 350 tonnes de combustible MOX, mélange d'oxydes de plutonium et d'uranium, ainsi que le combustible destiné aux centrales Phenix et Super Phenix. Aujourd'hui, c'est l'usine MELOX sur le site de Marcoule qui fabrique ce type de combustible avec une capacité de production d'environ 200 tonnes par an. Après l'arrêt de la production en 2003, avec le programme "MOX for peace", l' ATPu a fabriqué à partir de 140 kg de plutonium militaire d'origine américaine, du combustible pour les réacteurs qui produisent de l'électricité. Cette opération a été réalisée pour faire la démonstration de la faisabilité de cette transformation et non de la production industrielle. La masse total de plutonium militaire à retraiter (entre Russes et Américains) étant estimée à 34 tonnes. l' ATPu a ainsi produit, au cours de cette opération démonstrative, le combustible pour 4 assemblages qui sont actuellement en cours d'utilisation dans la centrale nucléaire de Catwaba (États-Unis). Suite à cet essai, il a été décidé, aux USA, la construction d'une usine de fabrication de MOX sur le site de Savannah River en Caroline du Sud à partir de matière nucléaire militaire.

Prototypes de moteurs nucléaires

Dans le domaine militaire, c'est sur ce site que sont construits les prototypes destinés à l'étude de la propulsion nucléaire, pour équiper les sous-marins nucléaires et porte-avions. Le site héberge une installation nucléaire de base classée secrète (INBS) consacrée à la propulsion nucléaire exploitée par Areva TA (anciennement Technicatome). Il sert aussi de site de formation pour les marins atomistes.

  • 9 avril 1962 - Mise en service de la pile AZUR (maquette critique du prototype à terre de la propulsion nucléaire).
  • 14 août 1964 - Mise en service du prototype à terre (PAT) de moteur nucléaire des futurs sous-marin nucléaire lanceur d'engins. Arrêt le 15 mars 1992.
  • le RES (Réacteur d'ESsai) est en cours de construction sur le site de Cadarache. Outre son rôle de prototype ce réacteur fournira, à terme, une partie des calories utilisées dans le réseau de chauffage central du centre.

Prototypes de réacteurs nucléaires de fission

Dans le domaine de la recherche dans le domaine de la production électronucléaire, le site de Cadarache dispose de plusieurs réacteurs expérimentaux :

  • Pégase : (INB22) ancien réacteur expérimental reconverti pour l'entreposage depuis 1980. Il sert à l'entreposage sous eau de combustibles irradiés et de fûts de sous-produits de fabrication, ceci dans l'attente de leur évacuation.
  • Sura : Réacteurs expérimentaux (Cabri & Scarabée) [2]
  • Phébus : réacteur expérimental utilisé pour des recherches sur la sûreté nucléaire[3]
  • Éole : réacteur d'enseignement (de type piscine)
  • Minerve : réacteur d'enseignement (de type piscine)
  • MASURCA : Maquette de Surgénérateur à Cadarache. Maquette dédiée aux études neutroniques pour les réacteurs à neutrons rapides
  • Rapsodie : (INB 25) réacteur arrêté depuis avril 1983 et en démantèlement, il a permis des recherches dans le domaine des réacteurs à neutrons rapides. Il figure sur un timbre édité par la poste en 1965 pour les 20 ans du CEA
  • Harmonie : ancien réacteur dont le démantèlement total s’est achevé le 5 octobre 2007[4]. Installation déclassée le 26 mai 2009[5].

Le RJH, Réacteur Jules Horowitz, est en cours de construction. En plus d'être destiné aux tests de composants des futures centrales nucléaires, il est destiné à produire des radio-isotopes à but médical (99Mo en particulier). À terme il doit être en mesure de produire 50% de la consommation européenne de ces isotopes. Il remplacera en cela le réacteur Osiris de Saclay, lui-même en fin de vie. Le RJH doit être opérationnel en 2014 et représente un budget global de 500 millions d'euros. Il a été construit en collaboration avec l'Union Européenne, la Finlande, la Belgique, l'Inde, le Japon, la République Tchèque[6].

Recherches sur la fusion

Combustible nucléaire

  • CFCa : Complexe de fabrication des éléments combustibles au plutonium
  • LDAC : Laboratoire de découpe des Assemblages Combustibles (à l'arrêt)
  • MCMF : Magasin Central des Matières Fissiles (INB 53) dédié à l'entreposage de matières nucléaires non irradiées en attente d'emploi dans d'autres installations, il doit être remplacé par l'installation Magenta
  • LECA : Laboratoire d'examen des combustibles actifs (INB 55) il est associé au laboratoire STAR et sert à l'examen d'éléments combustibles après irradiation. Ses travaux participent, entre autres, à l'amélioration du taux de combustion, soit le rapport entre l'énergie produite et la quantité de combustible consommée et par la même de déchets produits.
  • LEFCA : Laboratoire d'Études et de Fabrication expérimentales de Combustibles Avancés (INB 123) étudie les céramiques combustibles nucléaires principalement à base d'oxyde d'uranium et d'actinides (plutonium, américium, neptunium etc.). Il fabrique des assemblages expérimentaux destinés à des tests d'irradiation.
  • LPC : Laboratoire de purification chimique
  • ATUe : Atelier de traitement de l’uranium enrichi (en démantèlement)
  • IRCA : Irradiateur de Cadarache (ex INB 121) démantelée et déclassée en 2006 et destinée aux études sur le comportement des bitumes sous irradiations. L'ancien bâtiment abrite actuellement l'ICPE à caractère nucléaire TOTEM

Déchets radioactifs

  • STED : Station de Traitement des Effluents et des Déchets
  • STEL : Station de Traitement des Effluents Liquides
  • AGATE : Atelier de Gestion Avancée et de Traitement des Effluents
  • CEDRA : Conditionnement et Entreposage de Déchets Radioactifs
  • Chicade : R&D sur les déchets nucléaires de faible et moyenne activité

Accidents et incidents

Explosion chimique en mars 1994

Le 31 mars 1994, une violente explosion de sodium a eu lieu lors des opérations de démantèlement du réacteur nucléaire expérimental Rapsodie, elle a fait un mort et quatre blessés[7]. Cet accident a été classé en niveau 2 sur l'échelle des incidents nucléaires (échelle INES). il n'y a pas eu contamination radiologique de l'environnement.

Incendie en novembre 2004

Un départ de feu s'est produit avant d'être maîtrisé sur des pièces radioactives dans le Centre de Cadarache[8], ce feu est resté confiné à l'intérieur de l'installation, il n'y a eu aucune contamination de l'environnement.

Panne sur une balance en mars 2006

Le 6 novembre 2006 à l'Atelier de technologie du plutonium (ATPu), d'Areva NC, des employés d'Areva-NC ont par deux fois chargé un broyeur avec des rebuts de pastilles de combustible MOX (mélange d'oxydes de plutonium et d'uranium). Une inspection de l'ASN, faite le 16 novembre, a conclu que la balance de contrôle du chargement du broyeur était cassée depuis mars 2006. La « masse critique » (+/- 16 kg de matière fissile) n’a pas été atteinte, mais bien au-delà des 8 kg autorisés, ce sont 13 kg de pastilles, équivalent à 3,9 kg de matière fissile, qui avaient été chargées dans le broyeur. À partir de 16 kg de matière fissile, dans certaines conditions de géométrie et en présence de modérateur, une réaction nucléaire aurait pu spontanément s'enclencher. L'incident a été rendu public par le CEA le 10 novembre 2006. Il n'a donné lieu à aucune contamination de l'environnement.

Ce sont la balance de pesage cassée, mais surtout des consignes « hors procédure » (l'opérateur utilisait une balance à côté du broyeur et non celle en dessous de celui-ci comme prévu) qui ont conduit à cet incident qui a été jugé par le CEA « sans conséquence pour l'environnement ou la santé » et ne nécessitant qu’un classement de niveau 1 sur l'échelle INES. Mais suite à « l'accumulation d'erreurs humaines » et aux « défaillances constatées dans les processus d'assurance de la qualité » démontrant des lacunes importantes dans la culture de sûreté de l'exploitant, l’ASN (Autorité de sûreté nucléaire française) a annoncé le mardi 9 janvier 2007 avoir classé l'incident au niveau 2 de l'échelle internationale des événements nucléaires[9].

Incendie en octobre 2008

Un incendie s'est produit le 1er octobre 2008 sur une installation non nucléaire[10]

Sous évaluation d'une quantité de plutonium

Le 6 octobre 2009, il est révélé que l'atelier de technologie du plutonium contient, en rétention, 22 kg de plutonium (le CEA estime que la quantité totale pourrait s’élever à près de 39 kg), et non 8 kg comme initialement prévu par le Commissariat à l'énergie atomique. L'Autorité de sûreté nucléaire a classé l'incident au niveau 2 le 15 octobre et a suspendu le démantèlement de cet atelier[11]. Le parquet d'Aix-en-Provence a ouvert une enquête préliminaire sur l'incident[12]. A cette occasion, les relations entre l'Autorité de sûreté nucléaire et le CEA ont connu une véritable crise, un affrontement[13] au plus haut niveau entre Bernard Bigot, l'administrateur général du CEA et André-Claude Lacoste, le président de l'ASN. Cette matière résiduelle, constituée de poudres de très faible granulométrie et très souvent invisible à l'œil nu est la conséquence du fonctionnement industriel de l'installation entre 1966 et 2004. Il a dans cette période été produit 350 tonnes de combustible. Cette matière, déposé de façon diffuse dans les quelque 450 boîtes à gants de l'installation, a été rendu accessible (et donc mesurable) par les opérations de démantèlement en cours. la densité du plutonium est particulièrement élevée (19.8). Il est ici principalement présent sous forme d'oxyde de densité théorique 11.46. une masse de 20 kg de plutonium représente donc un volume d'environ 2 l, déposé de façon hétérogène dans 450 boîtes à gants, représentant une surface de dépôt potentiel de plus de 2 000 m².

Sous-évaluation d'une quantité d'uranium faiblement enrichi

Suite à la sous-évaluation de quantité en rétention constatée aux ATPu, le CEA Cadarache a entrepris une démarche de mesure des quantités de matières en rétention dans les installations en cours d'assainissement. Lors de ces opérations il a été constaté l'existence d'une rétention de l'ordre de 10 kg d'uranium faiblement enrichi (1.65%) dans la cellule C1 (enceinte blindée) de l'installation STAR. La rétention attendue était estimée à environ 4 kg le risque de criticité existant à partir d'une masse de 184 kg. Cet incident a fait l'objet d'une déclaration à l'ASN le 22 octobre 2009 et fait l'objet d'une déclaration formelle à l'ASN le 25 octobre proposant le classement au niveau 1 de l'échelle INES qui en compte 7[14]

Risque sismique

Le site de Cadarache est situé sur la faille d'Aix-en-Provence - Durance, de direction NNE-SSW, la plus active de France, et à proximité d'une autre, celle de la Trévaresse, de direction E-W, qui a engendré le plus grave séisme jamais enregistré en France, le Séisme de 1909 en Provence.

Selon l'Autorité de sûreté nucléaire, 6 installations du Centre devront être arrêtées pour non conformité aux normes antisismiques actuellement en vigueur[15] :

Selon le CEA - exploitant le site de Cadarache - certains bâtiments, conformes aux normes sismiques de l'époque, doivent être rénovés pour faire face à l'évolution des normes, mais le risque sismique est pleinement pris en compte dans la construction du réacteur de recherche Jules Horowitz, le réacteur d'essai (RES) et dans la conception du projet ITER.

Formation par la recherche

Le Centre de Cadarache accueille environ 130 doctorants au sein des laboratoires des différents instituts et entreprises implantés sur le site (CEA, IRSN, Areva, EDF).

Association des thésards de Cadarache

L’ASsociation des THEsards de Cadarache (ASTHEC) est une association loi 1901 gérée pour et par ses membres. Elle est ouverte à tous les doctorants, stagiaires, post-doctorants et intérimaires accueillis dans les laboratoires du Centre de Cadarache. Elle est constituée d'environ 200 membres CEA et IRSN pour la plupart.

Ses activités se partagent entre sciences (visites de laboratoires, conférences), vie étudiante (week-end d'intégration, soirées, sorties sportives) et vie professionnelle (transmission d'offres d'emplois, ateliers). L'ASTHEC est aussi un interlocuteur privilégié entre ses membres, majoritairement étudiants, et les différentes institutions du Centre.

Elle édite conjointement avec le CEA et l'IRSN un livret d'accueil pour les nouveaux doctorants et post-doctorants du Centre.

Divers

Le CEA est impliqué dans le pôle de compétitivité Capenergie consacré aux énergies non productrices de gaz à effet de serre. le président de Capenergie, monsieur Serge Durand, est également directeur du centre de Cadarache.

Le CEA prévoit l'installation d'une plate-forme solaire d'environ 50 hectares au sud du site de Cadarache dans un but conjoint de recherche et de production électrique.

Une Commission Locale d'Information (CLI) a été mise en place pour favoriser l'information du public[16]

Notes et références

  1. Défis du CEA n° 145 de novembre 2009
  2. SURA sur le site de l'ASN
  3. Programme « Accidents graves » sur le site de l'IRSN
  4. page « Les INB du Centre de Cadarache » sur le site internet du CEA Cadarache (lien vérifié le 08/01/2009)
  5. Arrêté du 26 mai 2009 portant homologation de la décision n° 2009-DC-0133 de l'Autorité de sûreté nucléaire du 31 mars 2009 portant déclassement de l'installation nucléaire de base n° 41, dénommée Harmonie, sur le territoire de la commune de Saint-Paul-lez-Durance (Bouches-du-Rhône), JORF n°0132 du 10 juin 2009 page 9388
  6. http://www-cadarache.cea.fr/fr/entreprises/pdf/rjh-plaq_def_web.pdf
  7. Actualités News Environnement : Explosion à Cadarache lors du démantèlement du réacteur nucléaire expérimental Rapsodie le 31 mars 1994
  8. 2 novembre 2004 : Incident à Cadarache - France 3 Méditerranée
  9. Dépassement de la limite de masse de matières nucléaires dans un procédé d'exploitation sur l'ATPu - ASN, 9 janvier 2007
  10. Incendie à Cadarache - Enviro2b, 2/10/2008
  11. [http://www.asn.fr/incident-sur-linstallation-nucleaire-atpu-site-cea-de-cadarache-lasn-classe-au-niveau-2-dresse-proce Incident sur l'installation nucléaire ATPu (site CEA de Cadarache), ASN, 16 octobre 2009
  12. (fr) www.lexpress.fr Ouverture d'une enquête préliminaire sur le site de Cadarache, L'Express. Consulté le 15 octobre 2009
  13. sciences.blogs.liberation.fr Plutonium de Cadarche : ASN et CEA s'affrontent
  14. http://www.cea.fr/presse/liste_des_communiques/ecart_d_estimation_de_la_quantite_de_matiere-23511
  15. http://www.asn.gouv.fr/regions/marseille/cadarache2000.pdf
  16. http://www.cli-cadarache.fr/

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