décembre 1999

La décontamination des installations nucléaires est un problème industriel majeur. En fin d'exploitation, elle est un préalable à tout démantèlement ; en maintenance sur site, elle permet une utilisation sécurisée et une augmentation notable de la durée de vie d'une centrale. Des chercheurs du laboratoire " Agrégats moléculaires et matériaux inorganiques " (LAMMI)* ont formulé, en collaboration avec la Société des techniques en milieu ionisant, des gels organo-minéraux, thixotropes et corrosifs. Ils ont ainsi développé des procédés de décontamination dans un souci de facilité d'utilisation, d'efficacité et de limitation des déchets ultimes à stocker..

L'essentiel de la contamination d'une centrale est dû, en fait, à la présence de radioéléments à très longue durée de vie localisés sur quelques microns d'épaisseur à la surface des pièces métalliques qui constituent les organes vitaux et protecteurs des installations. Les techniques chimiques de traitement de surface demeurent des méthodes de choix pour la décontamination. Ainsi, des agents corrosifs puissants conduisent à la mise en solution des éléments constitutifs de la couche contaminée. Malheureusement, le trempage impose la découpe de pièces de taille limitée et le faible temps de contact avec la surface écarte la projection de solutions aqueuses. Dans les deux cas, le volume d'effluents générés est prohibitif. Ces solutions peuvent être gélifiées.

La formulation de tels systèmes est complexe car ils mettent en présence des entités aux comportements difficilement conciliables : fort pouvoir oxydant, salinité et agressivité chimique de la solution corrosive au côté de molécules organiques, polymères et/ou tensioactifs en interaction avec de petites particules, etc. Le pouvoir corrosif, le contrôle de la rhéologie, les conditions de production et de mise en œuvre de l'ensemble doivent souscrire aux contraintes spécifiques de l'industrie nucléaire (espèces chimiques interdites, innocuité vis-à-vis des surfaces...) et permettre ensuite une exploitation industrielle effective.

Les gels mis au point au laboratoire sont composés d'une solution d'un sel de cérium IV en milieu acide nitrique concentré gélifiée par des particules de taille submicronique de silice (<5 %), associées à un tensioactif polyoxyéthylèneglycol (< 1 %) ou à un polymère de type acide polyacrylique (1-5 %). Ces gels sont projetés par un dispositif " air-less " et adhèrent instantanément à la surface à traiter qui n'est pas nécessairement horizontale. Après quelques heures de contact (moins de six heures), le gel est facilement rincé à l'eau sous pression et les effluents pompés pour traitement. L'analyse microscopique du système gélifié révèle l'importance des interactions interparticulaires dans le comportement rhéologique du gel. La modulation de ces interactions, visant à diminuer le temps de reprise tout en laissant le gel liquide avant et pendant la projection, est rendue possible par la présence du polymère ou du tensioactif.

Les valeurs élevées des facteurs de décontamination obtenues lors des tests de qualification, puis en exploitation, renseignent sur les propriétés de diffusion des espèces corrosives et corrodées dans ces milieux mi-liquides mi-solides. Les effluents générés ont pu être traités et le devenir chimique des constituants organiques a été établi.

Cette nouvelle génération de gels a un avenir très prometteur et international. Cinq tonnes environ de ces gels ont déjà été utilisées dans le cadre d'opérations de décontamination en France, en Belgique et au Japon.

Référence     

• S. Barguès, F. Favier, J.-L. Pascal, J.-P. Lecourt, F. Damerval. Brevet international d'invention, n° 96 03517 (29 mai 1998).

• S. Barguès, Gels corrosifs thixotropes pour décontamination nucléaire, Thèse de doctorat, Université Montpellier 2 (16/12/98).