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L'énergie à découvert

 | 
Rémy Mosseri
, 
Catherine Jeandel

Quatrième partie. L'énergie nucléaire

7. Entreposage et stockage

Benjamin Rotenberg et Michel Cathelineau

Texte intégral

Inventaire et gestion des déchets

1Depuis 1991, l’Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (Andra) est en charge de l’inventaire et de la gestion des différents types de déchets, classés en fonction de leur période radioactive* et de leur activité*. Les déchets de très faible activité et ceux de faible et moyenne activité (inférieure à 100, quelques 105 et 106 Bq/g, respectivement) à vie courte (période radioactive inférieure à 30 ans) sont stockés en surface dans les centres de la Manche et de l’Aube. Les autres sont entreposés provisoirement en attendant la création d’un centre adapté. Plusieurs options sont encore à l’étude pour les déchets de faible activité à vie longue. Pour ceux de haute activité (plusieurs 109 Bq/g) et moyenne activité à vie longue, l’option de référence est celle du stockage en couche géologique profonde, également privilégiée dans la majorité des pays devant gérer de tels déchets.

2Suite à la démonstration de faisabilité réalisée par l’Andra en 2005, la loi de programme relative à la gestion durable des matières et déchets radioactifs (2006) a désigné le stockage en couche géologique comme une solution sûre à long terme permettant de prendre en charge les déchets sans en reporter la responsabilité sur les générations futures. Afin de laisser à ces dernières la possibilité d’envisager une autre solution si elle se présentait, ce stockage doit être réversible, c’est-à-dire que l’on doit en particulier pouvoir retirer les colis* de déchets pendant la durée d’exploitation du centre de stockage de 100 ans minimum. Le projet de centre industriel de stockage géologique (Cigéo) repose sur une succession de barrières artificielles et naturelles, depuis le colis jusqu’à la formation géologique elle-même, qui doit assurer le confinement pendant des dizaines, voire des centaines de milliers d’années, le temps que la radioactivité retombe sous le niveau de radioactivité naturelle.

Le stockage géologique

3La loi prévoit un calendrier devant permettre la mise en service d’un centre à l’horizon 2025. Les prochaines étapes du projet Cigéo sont l’organisation d’un débat public en 2013 et le dépôt d’une demande d’autorisation de création d’un site de stockage (2015) pour son instruction par les instances compétentes dont la Commission nationale d’Évaluation et l’Autorité de Sûreté nucléaire, et l’avis des collectivités. Un vote du Parlement fixant les conditions de la réversibilité du stockage, suivi d’un décret d’autorisation, sera ensuite nécessaire avant la construction d’un centre. La décision s’appuiera notamment sur une analyse de sûreté du concept industriel proposé, reposant sur une bonne compréhension des processus intervenant lors de l’exploitation puis après la fermeture du stockage. L’enjeu scientifique principal pour la sûreté après fermeture est la prédiction du transport et de la rétention des espèces radioactives, qui repose sur des modèles macroscopiques et sur des bases de données pour l’ensemble des paramètres associés (coefficients de diffusion par exemple).

Fig. 1 – Schéma conceptuel de centre industriel de stockage géologique des déchets nucléaires (Cigéo). © ANDRA

4Plusieurs critères entrent en ligne de compte dans le choix d’un site géologique comme la stabilité de la couche sur des temps géologiques, son homogénéité sur de grandes distances, la faible perméabilité* de la roche et sa capacité à retenir les espèces radioactives issues des colis. En France, comme en Belgique ou en Suisse, les recherches se sont in fine orientées vers une formation argileuse. D’autres pays se tournent vers des formations granitiques (Suède) ou salifères (Allemagne). L’Andra a concentré ses efforts sur l’est du bassin parisien, dans une couche d’argilite* (marne) du Jurassique (Callovo-Oxfordien, 150 millions d’années) épaisse d’une centaine de mètres et située à 500 m de profondeur. Un laboratoire de recherche souterrain y a été construit pour étudier les propriétés de la roche et tester la faisabilité des ouvrages de stockage.

Choix technologiques et recherche fondamentale

5Il faut également comprendre comment les choix technologiques, au premier rang desquels les matériaux utilisés, influent sur les propriétés de la roche et comment celle-ci agit en retour sur les installations. Ainsi, l’utilisation de bouchons en argile ou en béton donnera lieu à des processus couplés thermiques, hydrauliques, mécaniques ou chimiques. Le creusement de galeries et l’installation de conteneurs en acier chauds modifieront les contraintes mécaniques et les équilibres physico-chimiques. L’eau présente dans la formation joue un rôle essentiel dans tous ces processus, tels que la corrosion des aciers ou l’altération du béton qui modifiera la composition minéralogique de la roche au contact. L’oxygène de l’air circulant dans les galeries pourra influer sur l’activité biologique des micro-organismes présents dans la roche et l’oxydation* des zones excavées. D’autres aspects doivent aussi être considérés dans les choix industriels comme la présence de molécules organiques dans les colis, qui peuvent jouer sur la mobilité des espèces radioactives, ou la température maximale que la roche pourra supporter sans conséquences, qui conditionnera notamment la durée de refroidissement des colis en surface.

Fig. 2 – Le transport lent et diffusif des radioéléments à travers la roche a lieu au sein des différentes porosités de l’argile qui la constitue, qui vont de l’échelle de l’angström (1 Å = 0,1 nm) au micromètre. Les transferts d’eau dans ces pores sont également responsables de nombreux phénomènes couplés, depuis l’échelle atomique jusqu’à l’échelle macroscopique. © Éric Ferrage

6La recherche fondamentale joue ainsi un rôle important, à côté de la démarche d’ingénierie correspondant à la mise en place d’un site industriel. La complexité des systèmes naturels et le niveau de compréhension attendu nécessitent une approche interdisciplinaire mobilisant des communautés scientifiques variées : géologues, minéralogistes, physiciens, chimistes, mécaniciens, mathématiciens… qui abordent le problème sous différents angles, depuis l’expérimentation in situ et en laboratoire jusqu’à la modélisation à différentes échelles puis à la simulation numérique. Les questions soulevées par le stockage géologique ne sont pas uniquement d’ordre technique. Compte tenu des durées en jeu, il est indispensable de réfléchir à la façon de préserver la mémoire d’un tel site pour les générations futures. Plus largement, les enjeux sont également de nature politique (processus de décision), économique (coûts), sociétale (transmission des compétences, gestion des risques), ou même éthique (justice intergénérationnelle), plaçant ainsi les sciences humaines et sociales au cœur de ces problématiques.

Bibliographie

Références bibliographiques

• www.andra.fr – Inventaire national des matières et déchets radioactifs, onglet Recherche & Développement, 2012.

• www.andra.fr – 2006-2009 : quatre années de recherches scientifiques pour le stockage des déchets radioactifs, onglet Documents, 2009.

• www.asn.fr – Le Plan national de gestion des matières et des déchets radioactifs, onglet Dossiers, 2007.

Table des illustrations

Légende Fig. 1 – Schéma conceptuel de centre industriel de stockage géologique des déchets nucléaires (Cigéo). © ANDRA
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/10992/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 176k
Légende Fig. 2 – Le transport lent et diffusif des radioéléments à travers la roche a lieu au sein des différentes porosités de l’argile qui la constitue, qui vont de l’échelle de l’angström (1 Å = 0,1 nm) au micromètre. Les transferts d’eau dans ces pores sont également responsables de nombreux phénomènes couplés, depuis l’échelle atomique jusqu’à l’échelle macroscopique. © Éric Ferrage
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/10992/img-2.jpg
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Auteurs

Physico-chimiste, Chargé de Recherche au CNRS, PECSA, Participe à des recherches en collaboration avec l’Andra, Paris.
benjamin.rotenberg@upmc.fr

Géologue, Directeur de Recherche au CNRS, G2R, Nancy. michel.
cathelineau@univ-lorraine.fr

© CNRS Éditions, 2013

Conditions d’utilisation : http://www.openedition.org/6540

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