NUCLÉAIRE Déchets

Principe de fonctionnement d'un stockage

La loi de 2006 a retenu le stockage profond réversible comme solution de référence pour la gestion des déchets HA-MA-VL. Il s'agit d'isoler les déchets des activités humaines courantes, de les mettre à l'abri des effets de l'érosion, de limiter les circulations d'eau au voisinage des colis pour ralentir leur dégradation et leur dissolution, puis retarder ou atténuer la migration des radionucléides. Un stockage profond comporte des puits verticaux ou une descenderie qui permettent d'accéder, à plusieurs centaines de mètres de profondeur, à la « couche hôte », appartenant à une formation géologique stable, et choisie parce que les circulations d'eau y sont extrêmement faibles et lentes. Un ensemble de galeries sont creusées. L'emprise horizontale de l'ouvrage peut être de plusieurs centaines d'hectares. Les galeries permettent d'accéder aux alvéoles, de plusieurs dizaines de mètres de longueur, où sont placés les colis de déchets, dits de stockage. Les vides résiduels des alvéoles sont progressivement comblés par de l'argile gonflante, l'accès des alvéoles est scellé, puis on comble les galeries d'accès et les puits. Un à quelques siècles après sa création, le stockage peut être fermé. Il est conçu pour qu'aucune surveillance ultérieure ne soit nécessaire.

Le fonctionnement du stockage repose donc sur des barrières successives : la matrice et son conteneur, produits de l'industrie humaine, susceptibles d'être caractérisés de façon détaillée, mais dont les performances à très long terme ne peuvent être prouvées par l'expérience directe ; les argiles gonflantes remaniées, mises en place pour combler les vides résiduels ; le massif rocheux, que l'on ne connaît que par sondage, mais qui a été choisi pour avoir, pendant plusieurs dizaines de millions d'années, subi l'épreuve de sollicitations mécaniques, thermiques, hydrauliques et géochimiques, dont on peut évaluer les effets. Ces barrières sont de natures différentes, ce qui est un avantage, car les moyens de les connaître et la démonstration de leurs qualités ne reposent pas sur une seule discipline scientifique ou une seule famille de techniques d'investigation.

Dans le cas du projet de stockage dans le Callovo-Oxfordien de l'est de la France, la couche hôte, qui paraît présenter une grande continuité horizontale, est composée d'environ 40 p. 100 d'argile, 30 p. 100 de calcaire et 30 p. 100 de quartz et feldspath. Elle a été étudiée au voisinage du village de Bure, à la limite de la Meuse et de la Haute-Marne, par des méthodes géophysiques de surface, plusieurs dizaines de forages profonds et des expériences conduites dans un laboratoire souterrain, à 500 mètres de profondeur, accessible depuis 2004.

La période pendant laquelle le stockage est ouvert dans une telle couche est marquée par l'introduction dans le sous-sol de matériaux exogènes qui perturbent son état naturel : colis, acier, argiles, béton et air de ventilation. Ce dernier introduit des bactéries nouvelles, engendre des conditions provisoirement oxydantes, désature la roche dans le voisinage des galeries déjà affecté par un endommagement consécutif au creusement. Certains colis dégagent de la chaleur. L'augmentation de la température déplace les équilibres physiques et chimiques, accélère la cinétique des réactions, engendre des contraintes thermiques dans le massif ou les colis.

La fermeture du stockage marque le début d'un lent retour au quasi-équilibre antérieur, pourtant durablement ralenti par la poursuite du dégagement de chaleur, dont les effets restent sensibles pendant quelques millénaires, et par la génération de gaz de corrosion (hydrogène) quand de l'eau commence à être disponible[...]