30 ans de recherche – pour la sûreté des millénaires à venir

Les déchetsradioactifs conservent leur radioactivité bien plus longtemps que ce que l’onpeut anticiper. C’est pourquoi la Suisse mise non seulement sur les avancéestechnologiques pour le dépôt en profondeur, mais surtout sur la géologie. L’argileà Opalinus joue ici un rôle essentiel.  

La roche argileuseoffre aux déchets radioactifs le temps nécessaire pour se désintégrer jusqu’àatteindre un niveau inoffensif. Au laboratoire souterrain du Mont Terri, dansle canton du Jura, les chercheurs étudient depuis 30 ans la capacité de l’argileà Opalinus à assurer cette fonction.

Troiscaractéristiques avantageuses 

Il y a environ 175millions d’années, la région qui correspond aujourd’hui à la Suisse étaitrecouverte par une mer peu profonde. De minuscules particules se sont accumulées au fond de celle-ci. Au fil du temps, ces sédiments se sontaccumulés couche après couche, puis ont été compactés et solidifiés pour formerune roche : l’argile à Opalinus. C’est dans cette couche rocheuse, quiatteint aujourd’hui une épaisseur d’une bonne centaine de mètres, que le dépôten profondeur doit être construit.

L’argile à Opalinusoccupe une place centrale dans la gestion des déchets radioactifs en raison detrois caractéristiques essentielles. D’abord, sa structure très poreuse retientdurablement les substances, y compris les éléments radioactifs. Ensuite, cetteroche possède la capacité remarquable de se refermer d’elle‑même en colmatantles fissures qui pourraient apparaître. Enfin, de nombreux radionucléides sefixent naturellement sur les minéraux argileux qu’elle contient. 

« Grâce aulaboratoire souterrain du Mont Terri, l’argile à Opalinus est considérée commela roche argileuse la mieux étudiée au monde. La démonstration de la sûreté àlong terme ne repose donc pas uniquement sur les conclusions de la Nagra, maisaussi sur les résultats des recherches menées par une communauté scientifiqueinternationale », explique Olivier Leupin. Géochimiste, il a mené desexpériences au laboratoire souterrain pendant des décennies.

Quand la rochecolmate naturellement ses fissures

Lorsque des tensionssouterraines provoquent des fissures dans l’argile à Opalinus, que se passe‑t‑ilexactement ? Lesrecherches menées au laboratoire souterrain de Mont Terri ont permis derépondre à cette question. Ellesmontrent que cette roche argileuse possède une propriété remarquable : ellegonfle au contact de l’eau et referme spontanément les fissures, rétablissantainsi son étanchéité naturelle.

Le laboratoiresouterrain du Mont Terri ne deviendra pas un site de dépôt en profondeur ;depuis 1996, il est exclusivement dédié à la recherche. Le laboratoire, danslequel plusieurs pays mènent des recherches, est situé à environ 300 mètressous la surface de la terre, à côté de la galerie de sécurité d’un tunnelautoroutier. Les chercheurs peuvent y observer directement comment l’argile àOpalinus se comporte sous l’influence de l’eau, de la chaleur et de lapression, et comment elle réagit avec des matériaux tels que l’acier ou lebéton.

Un modèle à l’échelle1:1  

L’expérience diteFull‑Scale Emplacement Experiment constitue un exemple particulièrementéclairant. Dans ce projet mené sur le long terme, les chercheurs reproduisent àl’échelle réelle les conditions d’un dépôt en profondeur afin d’étudier l’interactionentre les conteneurs de stockage, l’argile à Opalinus et la bentonite utiliséecomme matériau de remblayage. Les conteneurs ne renferment pas de substancesradioactives, mais ils sont chauffés artificiellement pour simuler la chaleurdégagée par des combustibles usés. Des centaines de capteurs fournissent encontinu les données correspondantes. 

L’argile à Opalinus,relativement tendre, offre d’excellentes garanties pour la sûreté à long termed’un dépôt géologique profond. En revanche, elle impose des contraintesimportantes lors de la construction. Sous la pression considérable exercée enprofondeur, la roche a naturellement tendance à refermer toute cavité creusée,ce qui complique l’excavation des galeries. C’est pourquoi, au laboratoiresouterrain du Mont Terri, différentes méthodes de construction sontactuellement testées afin de travailler cette roche de la manière la plus douceet la plus sûre possible. 

Personne ne peutmener une expérience sur une période de plusieurs centaines de milliers d’années.La Nagra doit pourtant prouver que le dépôt en profondeur restera sûr sur letrès long terme. Pour y parvenir, elle s’appuie sur un ensemble de méthodes :des mesures en laboratoire, des expériences menées dans le laboratoiresouterrain, des forages profonds dans la région d’implantation, ainsi que desmodèles scientifiques et des analyses de sûreté.

Des bases à latechnique de construction 

Au cours des troisdernières décennies, le laboratoire souterrain du Mont Terri a fourni desinformations importantes sur les propriétés de l’argile à Opalinus. Cette rochepeut-elle permettre de confiner les déchets radioactifs jusqu’à ce qu’ils nereprésentent plus aucun danger pour l’homme et l’environnement ?

Grâce notamment auxrecherches menées au Mont Terri, cette question peut désormais être réponduepar l’affirmative. Et les investigations dans la montagne se poursuivent. Ellesse concentrent de plus en plus sur la manière dont le dépôt en profondeur dansl’argile à Opalinus peut être construit et exploité en toute sûreté.

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