Dialogue sur l’avenir des déchets radioactifs
La recherche sur le stockage géologique
Un effort mondial
Des recherches intensives sur le stockage géologique des déchets de haute activité et de longue durée de vie sont menées dans le monde entier. De vastes programmes scientifiques et techniques sont en cours dans tous les pays qui ont opté pour un stockage géologique de ces déchets. De grands progrès ont été accomplis au cours des dernières décennies et il a été démontré que le stockage géologique n'est pas seulement réalisable, mais qu'il offre aussi actuellement les meilleures garanties de destination finale sûre pour ces déchets.
Bien qu'une grande partie des connaissances existantes soit de nature générique et soit dérivée de disciplines telles que la géologie, la géographie, la biologie, la médecine et l'ingénierie, la caractérisation d’installations potentielles de stockage (entre autres les caractéristiques des formations hôtes potentielles, le conditionnement des déchets ...) et des études menées dans des laboratoires souterrains de recherche ont permis d’acquérir un grand nombre de connaissances.
De plus, les résultats de la recherche sont publiés, audités et partagés au niveau international de manière transparente, le tout sous l'œil vigilant d'organisations telles que l'Agence internationale de l'énergie atomique des Nations unies et l'Agence pour l'énergie nucléaire de l'OCDE. Ces organisations publient aussi régulièrement des rapports.
La Belgique en première ligne avec EURIDICE et HADES
Dès 1974, le SCK CEN a entamé des recherches sur le stockage géologique des déchets radioactifs. En 1980 a débuté la construction d'un laboratoire souterrain de recherche à une profondeur de 225 mètres dans la couche d'argile de Boom, à Mol. Ce laboratoire a été baptisé HADES (High Activitiy Disposal Experimental Site) et a été progressivement agrandi depuis lors.
HADES est géré depuis 2000 par le Groupement d’intérêt économique EURIDICE (European Underground Research Infrastructure for Disposal of nuclear waste in Clay Environment, en abrégé GIE EURIDICE GIE), un accord de coopération entre l’ONDRAF et le SCK CEN.
EURIDICE mène des recherches sur la sécurité et la faisabilité du stockage géologique des déchets de haute activité et de longue durée de vie dans une couche d'argile souterraine en Belgique. De cette manière, EURIDICE apporte une contribution importante au programme national de stockage pour les déchets B et C, mais renforce également les connaissances et les compétences au niveau international et soutient les connaissances dans d'autres pays qui ont choisi le stockage profond comme destination finale pour ces déchets.
HADES est le plus ancien laboratoire souterrain d'Europe construit dans une couche d'argile profonde pour la recherche sur le stockage géologique. Le laboratoire est reconnu par l'Agence internationale de l'énergie atomique comme un centre d'excellence pour les technologies de stockage et la formation des scientifiques. Comme HADES a récemment soufflé ses 40 bougies, une série de 12 articles scientifiques évalués par des pairs a été publiée dans la revue The Geological Society sur les recherches pionnières d’HADES.
Cette recherche se concentre jusqu’ici sur trois grands thèmes :
Les techniques d’excavation et de construction
L'extension du laboratoire souterrain HADES à partir de la fin des années 1990 au moyen de techniques d'excavation industrielles a montré qu'il était possible de construire une installation de stockage à l'échelle industrielle dans de l'argile peu indurée et à une profondeur de plusieurs centaines de mètres. En d'autres termes, il est économiquement et techniquement faisable de construire des puits d'accès et plusieurs kilomètres de galeries dans une couche d'argile peu indurée telle que l'Argile de Boom, sans trop la perturber.
Le comportement de l’argile peu indurée
Une étude systématique a démontré que les perturbations pendant la phase de construction ne s'étendent que sur une distance limitée dans l'argile. De plus, il a été constaté que les fissures de la zone perturbée se referment d'elles-mêmes en raison du comportement plastique de l'argile, ce qui lui permet de conserver sa faible perméabilité. On peut appeler cela la réaction ‘d'auto-fermeture ‘de l'argile.
Une installation de stockage doit également pouvoir être scellée une fois que les déchets radioactifs y ont été placés. Des expériences faites à HADES ont démontré que l'argile bentonite, qui a des propriétés similaires à l'argile de Boom, peut être utilisée pour fermer hermétiquement des puits et des galeries.
Les déchets de haute activité génèrent de la chaleur. Lorsqu’après une période de refroidissement, ces déchets sont placés dans une installation de stockage, la roche hôte autour des galeries de stockage s'échauffe donc temporairement. Ce réchauffement a un effet sur les propriétés hydrauliques, mécaniques et chimiques de cette roche. Les expériences menées à HADES ont permis de déterminer la conductivité thermique de l'argile de Boom et d'étudier et modéliser le comportement thermique, hydraulique, mécanique et chimique de l'argile.
L'expérience PRACLAY a été réalisée afin de conforter et d’affiner ces connaissances à une échelle représentative d'un stockage réel. Une galerie distincte a été creusée dans ce but et chauffée pendant 10 ans à une température comparable à celle que l'on peut attendre d'un véritable stockage dans l'argile. Le réchauffement de la galerie a débuté en 2014.
La mesure et le suivi
EURIDICE peut s'appuyer sur plus de 30 ans d’expérience de l'utilisation d'instruments de mesure et de méthodes d'observation dans le laboratoire souterrain. Ces mesures et ces observations ont été effectuées dans le cadre d'une vaste série d'expériences qui, dans certains cas, ont été suivies pendant plus de 25 ans et ont été réalisées à une échelle représentative d'une installation réelle de stockage.
Grâce à cette expertise, EURIDICE apporte également son soutien aux tests en surface visant à étudier la faisabilité technique de la construction du conteneur de stockage des déchets de haute activité (superconteneur). Les expériences menées à HADES sont également utiles dans le cadre des expériences préparatoires au stockage en surface des déchets de faible et moyenne activité et de durée de vie courte. À terme, le savoir-faire acquis concernant l'utilisation de ces instruments et méthodes d'observation aidera l'ONDRAF à élaborer des programmes de suivi de la véritable installation de stockage.
Une dimension internationale
La figure ci-contre donne un aperçu des nombreuses expériences qui ont été ou sont réalisées par EURIDICE. La longue durée de certaines d’entre elles permet de confronter les modèles de comportement des matières radioactives dans un stockage géologique à la réalité et de les affiner si nécessaire.
La Commission européenne joue un rôle crucial dans la réalisation d’un grand nombre d’études, d’expériences et de tests. À ce jour, 14 expériences ou projets ont pu être réalisés avec le soutien de l’Europe et des programmes-cadres de recherche et de développement.
Les travaux de recherche et de développement d'EURIDICE et de l'ONDRAF adoptent une approche ouverte : les connaissances et l'expérience sont partagées au niveau international, les ressources sont mises conjointement à la disposition des acteurs intéressés et les informations sont publiées dans des revues scientifiques et évaluées par des confrères.
Sources :
EVS EURIDICE. Recherche sur le stockage géologique des déchets radioactifs.
EVS EURIDICE. Série de podcasts HADES40.
Li XL, Van Geet M, Bruggeman C, De Craen M. Geological Disposal of Radioactive Waste in Deepl Clay Formations. 40 Years of RD&D in the Belgian URL HADES. Volume 536. Special Issue. December 2022-Januari 2023.