Stockage des déchets nucléaires dans des formations géologiques argileuses

Résumé du document

La problématique actuelle de l'utilisation de l'énergie nucléaire est la gestion ou le traitement des déchets nucléaires. La solution de référence envisagée pour ces déchets ultimes est le stockage après conditionnement. Le mode de stockage dépend de la catégorie du déchet, les déchets de faible et de très faible activité peuvent être stockés en surface. Le problème est plus complexe pour les déchets de haute activité et à vie longue. Leur nocivité reste importante pour des durées allant jusqu'à des dizaines de milliers d'années et leur radioactivité se traduit par un dégagement thermique important. Dans ce cas, le stockage en formation géologique profonde est approprié. Sûreté à long terme et réversibilité sont les principes guidant la conception de ce stockage. Ce mode de gestion permet d'une part, de placer les colis dans un environnement chimiquement, thermiquement et mécaniquement très stable sur des échelles de temps géologiques, et d'autre part de s'affranchir de la charge de surveillance à long terme. Le milieu géologique tient une place importante dans ce mode de stockage, le stockage en milieux argileux a fait l'objet d'une étude de faisabilité par l'Andra afin d'analyser le comportement des matériaux vis-à-vis des déchets radioactifs, et de modéliser l'évolution du stockage à très long terme. L'objectif de cette rédaction est donc de montrer, grâce aux recherches effectuées par l'Andra pourquoi les formations géologiques argileuses sont privilégiées en perspective du stockage des déchets nucléaires. Nous verrons comment cette structure géologique joue un rôle important dans un tel stockage de part ses propriétés physico-chimiques intéressantes.

Extraits

[...] L'argile va donc piéger les ions, et notamment les ions radioactifs, en les adsorbant sur ces sites argileux. En effet, les conditions dans cette couche géologique sont telles que la plupart des radioéléments ne sont pas solubles. Le pH légèrement alcalin et le milieu réducteur sont les principaux facteurs de cette précipitation. On le voit bien dans les diagrammes potentiels pH ou diagramme de Pourbaix qui montrent quelles espèces sont présentes dans ces conditions. Dans la couche d'argile les mécanismes de transport sont essentiellement diffusifs. [...]

[...] En outre, la protection contre toute intrusion humaine est beaucoup plus aisée à assurer Conclusion La formation géologique argileuse joue un rôle majeur, en toute situation, pour immobiliser les radionucléides et pour retarder et atténuer leur migration vers l'environnement. Il ne faut pas oublier que si un élément radioactif est piégé pendant 10 fois sa période, il s'éteint complètement, donc en restant confiné un temps suffisamment long, les radioéléments deviendront inactifs et ne présenteront plus aucun danger. Bien que cette durée s'étende sur des millions d'années, la formation géologique profonde pourrait retarder la diffusion assez longtemps pour que l'activité des déchets nucléaires disparaisse. [...]

[...] Elle accueille des colis en béton regroupant les colis primaires et empilés sur plusieurs niveaux L'argile comme matériau de stockage L'argile a été retenue pour le stockage des déchets radioactifs pour deux raisons principales, pour ses propriétés de rétentions des ions, et il est très faiblement perméable. Différentes formations géologiques paraissent avoir des propriétés satisfaisantes pour la réalisation de sites de stockage. Les plus populaires sont l'argile, comme discuté ici, le granit et le sel. Des valeurs représentatives des mobilités de l'eau dans ces trois milieux sont données sur le tableau. Valeurs typiques des mobilités de l'eau dans trois milieux géologiques On voit sur le tableau que la mobilité de l'eau dans le granit est particulièrement faible. [...]

[...] Leur nocivité reste importante pour des durées allant jusqu'à des dizaines de milliers d'années et leur radioactivité se traduit par un dégagement thermique important. Dans ce cas, le stockage en formation géologique profonde est approprié. Sûreté à long terme et réversibilité sont les principes guidant la conception de ce stockage. Ce mode de gestion permet d'une part, de placer les colis dans un environnement chimiquement, thermiquement et mécaniquement très stable sur des échelles de temps géologiques, et d'autre part de s'affranchir de la charge de surveillance à long terme. [...]

[...] L'objectif de cette rédaction est donc de montrer, grâce aux recherches effectuées par l'Andra pourquoi les formations géologiques argileuses sont privilégiées en perspective du stockage des déchets nucléaires. Nous verrons comment cette structure géologique joue un rôle important dans un tel stockage de part ses propriétés physico-chimiques intéressantes Site de stockage possible dans la Meuse/Haute Marne[1] Afin de se placer dans les conditions les plus réalistes possibles pour l'étude du stockage en milieu argileux, l'Andra a conduit ses recherches dans un laboratoire souterrain, directement dans le site géologique de Meuse / Haute Marne. [...]