La conception d'un stockage souterrain Limiter les perturbations du milieu géologique

Le milieu géologique joue un rôle essentiel dans le principe de stockage de déchets radioactifs. L’implantation d’un centre engendre des perturbations qu’il faut limiter au maximum afin de préserver au mieux les propriétés favorables de la roche qui accueille ces centres. 

Objectif : limiter les perturbations

Les scientifiques étudient les réactions de la roche aux perturbations que provoquera la réalisation d'un stockage, notamment son creusement, l'introduction de matériaux étrangers ou encore son échauffement, afin d'en évaluer les conséquences sur les propriétés de la roche et de les limiter si nécessaire. De nombreuses expérimentations et essais sont ainsi réalisés pour connaître les mécanismes et l'évolution de ces perturbations.

Dissiper la chaleur dégagée par les déchets

Certains déchets, hautement radioactifs, dégagent une forte chaleur. Une fois les colis stockés, cette chaleur se diffusera petit à petit depuis les ouvrages de stockage jusque dans le milieu géologique, entraînant une augmentation temporaire de la température de la couche argileuse.

De nombreuses expérimentations ont été réalisées par l’Andra pour analyser le comportement de la roche et l’évolution de ses propriétés lorsqu’elle est perturbée par une source de chaleur extérieure. Des sondes chauffantes, de différentes puissances, ont été placées dans les parois des galeries souterraines pour mesurer la conductivité de la roche et sa réponse à un échauffement similaire à celui qui serait produit par les colis de déchets.

Les résultats ont contribué à fixer à 90 °C l'élévation de température maximum dans la roche. Pour ce faire, les colis de déchets seront entreposés cinquante à soixante ans, pour permettre une diminution de la chaleur qu'ils émettent, grâce à la décroissance naturelle de la radioactivité.

Outre le fait que la température maximum atteinte dans la roche ne dépasserait pas 90 °C, l'élévation de température ne durera que quelques centaines à quelques milliers d’années, en fonction des déchets, de sorte que les propriétés de la roche ne seront pas ou que très peu modifiées après le retour à sa température initiale.

Perturbations liées au creusement

Lors du creusement des ouvrages, des fissures peuvent apparaître à proximité de la paroi. L’importance et l’extension de cette zone endomagée dépendent de différents facteurs : profondeur, forme et dimension de l’ouvrage creusé, méthode de creusement, caractéristiques mécaniques de la roche…

Des expérimentations ont été mises en place dans les galeries du Laboratoire souterrain pour :

  • connaître ces fissures (dimensions, extensions, connexions…)
  • comprendre leur formation
  • évaluer leurs conséquences sur les propriétés de la roche, notamment la circulation de l'eau
  • prévoir leur évolution dans le temps

 

Les études révèlent une caractéristique remarquable de la roche argileuse : ses minéraux permettent naturellement un colmatage rapide de ces fissures en quelques années, permettant rapidement à la roche endommagée de retrouver une perméabilité proche de celle de la roche intacte.

Par principe de précaution, des sortes de "bouchons artificiels" sont étudiés par l'Andra afin de « bloquer » plus encore toute circulation de l’eau au niveau de la zone fissurée. De la bentonite pourrait ainsi par exemple être utilisée. Argile spécifique, elle a la capacité de gonfler lorsqu’elle est hydratée et d’avoir une très faible perméabilité. En gonflant, la bentonite comprime les fissures et agit comme un bouchon hydraulique.