Le stockage profond : l'avenir de nos déchets radioactifs

Le stockage profond est un sujet de plus en plus important pour notre société moderne, qui est confrontée à la production croissante de déchets radioactifs.

Le stockage profond consiste à enterrer les déchets radioactifs à des profondeurs considérables, souvent plusieurs kilomètres sous terre, pour les isoler de l'environnement et les protéger des futurs phénomènes naturels tels que les séismes, les inondations et les éruptions volcaniques.

Cette technique de stockage a été largement utilisée dans le monde entier et est considérée comme l'une des solutions les plus viables pour gérer les déchets radioactifs à long terme. Ces matières peuvent être à faible, moyenne ou haute activité, avec une durée de vie longue ou courte.

Quel est alors le principe du stockage profond ? Comment sont sélectionnés les lieux pour les installations ?

Le principe du stockage profond

Le stockage profond est considéré comme une solution à long terme pour gérer les déchets radioactifs, car ils peuvent dégager de la radioactivité pendant des milliers d'années. Le but du stockage profond est donc de protéger l'environnement et les personnes des effets nocifs de la radioactivité pendant cette période.

Le processus de stockage profond comporte plusieurs étapes clés. Tout d'abord, les déchets radioactifs sont soigneusement emballés et stockés dans des conteneurs robustes. Ces conteneurs sont ensuite transportés au site de stockage profond et déposés à des profondeurs considérables dans des cavités souterraines spécialement conçues pour les accueillir.

Les cavités souterraines sont souvent creusées dans des roches très dures et stables, telles que le granite, pour minimiser les risques de fuites et de contamination de l'environnement. Une fois les déchets radioactifs en place, des couches de roche sont ajoutées au-dessus d'eux pour les protéger et les isoler de la surface.

Le stockage en couche géologique profonde ne concerne pas tous les déchets radioactifs. De plus, l'endroit où les enfouir doit être construit de sorte que la sûreté soit assurée sur une longue durée de manière passive. Cela veut dire qu'il ne doit nécessiter ni surveillance humaine ni contrôle institutionnel. À cela s'ajoute le principe de réversibilité du stockage des déchets.

Les déchets radioactifs à enterrer sous terre

Le stockage géologique profond est conçu pour recevoir les matières et déchets radioactifs ultimes. Ce sont des substances radioactives qui ne peuvent plus être traitées suivant les conditions de transformation du moment. Il s'agit généralement :

• Des déchets de haute activité massique qui contiennent de grandes quantités de radionucléides de longue durée. Ils proviennent de la transformation de combustible usé et dégagent de la chaleur.
• Des déchets qui ont une moyenne activité massique et contiennent beaucoup de radionucléides de période longue.
• Des combustibles usés qui ne seront plus traités.

Pour des raisons de sûreté et de radioprotection, ces matières radioactives ne peuvent être entreposées en surface. Elles ne peuvent pas non plus rester dans une installation de déchets radioactifs de faible activité à vie longue. La radioprotection est l'ensemble des mesures prises pour protéger l'Homme et son environnement des effets néfastes des déchets.

Le stockage profond, une installation réversible

La réversibilité du stockage profond est soulevée dans le Code de l'environnement à l'article L542-1-1. Pour respecter ce principe, le lieu d'installation est conçu de manière progressive en fonction de l'arrivée des colis de déchets. Ce qui veut dire qu'il n'est pas définitivement fermé. Toutefois, des dispositions sont prises pour qu'il reste sûr et sans conséquence pour l'Homme et l'environnement.

Lorsque le stockage est plein ou contient suffisamment de déchets radioactifs, il est refermé avec un matériau souple et résistant tel que l'argile. Cela permettra aux générations futures d'agir par rapport aux décisions prises aujourd'hui sur la gestion à long terme des déchets. Elles pourront choisir de continuer avec le stockage profond ou d'adopter d'autres méthodes de gestion sûres.

Un site choisi en fonction de nombreux critères techniques

Avant de construire un stockage profond sur un site, de nombreuses analyses sont effectuées. Elles portent sur :

• la stabilité du site,
• la profondeur,
• l'hydrogéologie,
• l'absence de ressources souterraines exploitables.

Ces investigations suivent des protocoles rigoureux et permettent de savoir si le milieu géologique peut accueillir ce type d'installation.

La stabilité du milieu géologique

Le site doit être hautement stable et pouvoir supporter d'éventuelles modifications des conditions initiales. Lors de la vérification, il faut ainsi tenir compte de l'impact que pourraient avoir des phénomènes naturels tels que les séismes, la glaciation… Le stockage profond est construit pour recevoir les déchets radioactifs sur des centaines d'années. Il faut donc s'assurer que la stabilité du sol restera la même sur au moins 10 000 ans.

La profondeur du site

Il est important d'avoir une très bonne profondeur, car elle contribue à la sûreté et à la radioprotection. Si les matières radioactives sont enterrées bien loin dans le sol, elles ne seront pas affectées par les phénomènes naturels. De plus, elles seront suffisamment éloignées de l'environnement et de l'Homme, ce qui empêchera tout risque d'exposition.

L'hydrogéologie

Pour connaître l'hydrogéologie du sol, des experts vérifient son niveau de perméabilité ainsi que celui du gradient de charge hydraulique. Le gradient hydraulique est la perte de charge hydraulique ou la perte de pression le long d'une ligne d'écoulement. Ces deux éléments techniques doivent être faibles pour qu'un stockage profond puisse être installé dans un milieu géologique. Le périmètre délimité pour ce type d'analyse est large, puisqu'il faut prévoir des tunnels souterrains pour l'acheminement des déchets.

Il faut également repérer et prendre en compte les impacts que la nature et la géométrie (éléments conducteurs d'eau) peuvent avoir sur la roche hôte.

L'absence de ressources souterraines exploitables

Le milieu écologique choisi ne doit pas être proche d'une zone riche en ressources souterraines extractibles. L'utilisation de cette richesse minière deviendrait impossible au risque de mettre l'environnement en danger. En dehors de ces critères, la roche doit être compatible avec les objectifs de fermeture et de réversibilité du stockage.

Une connaissance parfaite des colis de déchets pour une installation adéquate

Il faut bien étudier les déchets afin de concevoir des installations compatibles avec leurs caractéristiques. Cela permettra de prendre les mesures nécessaires pour assurer une bonne sûreté du stockage. Ces évaluations doivent se faire par famille de colis. Il s'agira de :

• déterminer l'activité des radionucléides volatils et celle des radionucléides à période longue,
• connaître la nature et les quantités de gaz qui émaneront des colis quand ils seront soumis à la corrosion, à la radiolyse, aux microbes…,
• connaître le contenu chimique des déchets radioactifs,
• évaluer la densité, le taux de remplissage des colis, leurs caractéristiques mécaniques…,
• déterminer les capacités de confinement des colis et leur évolution dans les différentes conditions de stockage.

En dehors des caractéristiques, des études de comportement à long terme sont également menées sur les colis. Elles permettent de savoir s'ils seront affectés par la roche, par les matériaux de composants ouvragés…

Une expérimentation de stockage profond pour enfouir les déchets nucléaires en France

Une installation de stockage profond est en cours à Bure dans la Meuse, c'est le projet Cigéo. L'objectif est d'enterrer sur ce site à partir de 2030 tous les déchets nucléaires de la France. Pour cela, l'Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (ANDRA) a déjà démarré les premières installations.

La roche a été creusée à 500 mètres de profondeur et près de 300 kilomètres de tunnels ont été construits. Ce projet soulève certains questionnements, qui pour la plupart sont liés à l'arrêt définitif des réacteurs nucléaires, à leur démantèlement…

Projet de stockage Cigéo – Source : Ouest France

Les vérifications à faire avant la fermeture du stockage profond

Avant la fermeture du site, des dispositions sont prises pour limiter les dégâts sur la roche et rétablir sa capacité de confinement. Elles sont appelées les composants ouvragés et participent aux fonctions de sûreté. Elles consistent à réduire les vides présents dans les galeries et les alvéoles construits pour acheminer les colis de déchets. Cela permet :

• d'éviter la circulation de l'eau dans l'installation,
• de confiner le système de stockage et de retarder la migration des radionucléides,
• de prévenir les intrusions d'eau en dehors de celle qui se trouve dans la roche hôte.

La réalisation des composants se fait en fonction de nombreux calculs et dans des conditions rigoureuses. Il faut par exemple tenir compte de la force causée par les contraintes techniques, de l'évacuation de la chaleur et des gaz provenant des colis…

Le stockage profond est considéré comme l'avenir de la gestion des déchets radioactifs. Il offre une solution durable pour protéger l'environnement et les générations futures des dangers potentiels de la radioactivité.

Cependant, il est important de continuer à développer des méthodes de stockage sûres et fiables pour garantir la sécurité à long terme. Les gouvernements et les industriels doivent travailler ensemble pour investir dans la recherche et le développement de technologies de stockage avancées.

Pour aller plus loin, n’hésitez pas à lire notre article : Quelles sont les différences entre un EPR et un SMR ?