La conception d'un stockage souterrain Les matériaux de stockage

L’utilisation de matériaux étrangers au milieu géologique engendrera plusieurs réactions chimiques du fait de leur contact avec la roche. De nombreuses expérimentations sont mises en place pour étudier l'évolution de ces matériaux et s’assurer qu'ils n’altèrent pas les propriétés de confinement de la roche.

De nombreux matériaux

De nombreux matériaux seront utilisés dans un stockage souterrain :

  • verres pour le conditionnement des déchets les plus radioactifs,
  • inox pour certains conteneurs de déchets,
  • béton pour certains conteneurs de déchets et le soutènement des ouvrages,
  • acier pour les cintres qui consolident les galeries,
  • argile gonflante pour la fermeture des ouvrages de stockage par exemple…

Interaction entre roche et matériaux

Au sein du stockage, l’eau contenue dans les pores de la roche entrera peu à peu en contact avec les différents matériaux, engendrant des réactions chimiques : corosion des métaux, dégradation des bétons ou encore dissolution des verres. Du fait notamment des faibles circulations d'eau dans la roche, ces réactions chimiques seront lentes, et petit à petit, sur des dizaines de milliers d'années, les colis relâcheront les substances radioactives qu'ils contiennent.

Ces processus de dégradation chimique des matériaux, mais aussi d'interaction chimique sur la roche argileuse font l'objet de nombreuses études, en particulier en laboratoire souterrain. Les études portent sur :

  • l'altération du verre : des tests, qui vont durer plusieurs années, sont menés pour mesurer la vitesse à laquelle le verre se dissout
  • corrosion des aciers : des essais sont mis en place pour mesurer la vitesse de corrosion des aciers au contact avec l'argile mais également pour étudier les produits chimiques issus de cette corrosion et leur impact sur les propriétés de l'argile
  • dégradation des bétons : l'objectif est de tester différentes compositions de bétons et d'étudier, pendant plusieurs années, leur évolution au contact de l'argile ainsi que les éventuelles conséquences sur les propriétés de l'argile
  • l'impact des bactéries sur le stockage : qu'il s'agisse de bactéries déjà présentes dans la roche ou apportées par l'homme, des études sont menées sur l'évolution de ces micro-organismes et leurs éventuels effets sur les matériaux et sur la roche

Les critères de sélection

Pour être utilisables dans un stockage, les matériaux doivent ainsi répondre à plusieurs critères :

  • propriétés de confinement des substances contenues dans les déchets,
  • durabilité et résistance,
  • compatibilité chimique avec le milieu géologique,
  • disponibilité des procédés industriels de fabrication,
  • disponibilité d’approvisionnement,
  • coût d’approvisionnement et de fabrication raisonnable.